Проектирование широкополосной сети абонентского доступа в микрорайоне Зеленый г. Люберцы Московской области

Гончаров П.А.

Проектирование широкополосной сети абонентского доступа в микрорайоне Зеленый г. Люберцы Московской области

Выпускная квалификационная работа студента 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Связь

Дипломы

Вуз: Белгородский государственный университет - национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)

ID: 5a402fbb7966e104c6a3e653

UUID: 1394cd00-cb2b-0135-7099-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: больше 6 лет назад

Просмотры: 579

Гончаров П.А.

Источник: Белгородский государственный университет - национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 2,1 МБ

Поделиться работой

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 ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА В МИКРОРАЙОНЕ ЗЕЛЁНЫЙ Г. ЛЮБЕРЦЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ Выпускная квалификационная работа студента очной формы обучения направления подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи 4 курса группы 07001208 Гончарова Павла Александровича Руководитель ассистент кафедры информационно-телекоммуникационных систем и технологий НИУ «БелГУ» Бабаринов С.Л. Рецензент кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры информационных систем управления систем и технологий НИУ «БелГУ» Жихарев А.Г. БЕЛГОРОД 2016

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1 ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6 2 ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТРОЕНИЮ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА 10 2.1 Стек протоколов TCP/IP как основа проектирования сети широкополосного абонентского доступа 11 2.2 Волоконно-оптические сети на базе протокола Ethernet 17 2.3 Экономическое обоснование выбора варианта модернизации сети 20 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ СВЯЗИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА 24 3.1 Определение перечня услуг 24 3.2 Модель доступа Ethernet на базе оптической сети FTTB 25 3.3 Модель структурированной кабельной системы сети 30 3.4 Выбор оборудования 34 3.5 Схемы организации мультисервисной сети 38 3.6 Охрана труда, техника безопасности и экологическая безопасность Изм. Лист проекта 46 4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТРАФИКА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ 48 4.1 Оценка необходимой полосы пропускания для услуг 48 4.2 Трафик IP-телефонии 50 4.3 Трафик цифрового телевидения 51 4.4 Трафик передачи данных 54 4.5 Оценка требуемой полосы пропускания 56 № докум. Разработал Гончаров П.А. Проверил Бабаринов С.Л. Рецензент Жихарев А.Г. Н. Контроль Бабаринов С.Л. Утвердил Жиляков Е.Г. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР Проектирование широкополосной сети абонентского доступа в микрорайоне Зелёный г. Люберцы Московской области Лит. Лист Листов 2 74 НИУ «БелГУ» гр. 07001208

5 ТЕXНИКО-ЭКОНОМИЧЕCКОЕ ОБОCНОВАНИЕ ПPИНЯТЫX PЕШЕНИЙ 58 5.1 Расчет эксплуатационных расходов 60 5.2 Расчёт предполагаемой прибыли 63 5.3 Определение оценочных показателей проекта 65 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 72 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 3

ВВЕДЕНИЕ Возрастающие потребности абонентов в информационных услугах, а как следствие - рост трафика передачи данных, ведет к необходимости реконструкции существующих и созданию новых мультисервисных сетей связи абонентского доступа, которые будут способны удовлетворить возрастающий спрос населения на телекоммуникационные услуги. С целью удовлетворения этих запросов необходимо ориентироваться на концепцию сети следующего поколения. Данная концепция включает в себя понятие о передачи разнородного трафика в единой мультисервисной инфраструктуре, что позволяет существенно снизить издержки оператора на эксплуатацию и развертывание сети для предоставления широкого спектра услуг. Актуальность данной выпускной квалификационной работы обусловлена необходимостью использования современных сетевых технологий для удовлетворения запросов инфокоммуникационного характера жителей мкр. Зеленый г. Люберцы Московской области, что позволит увеличить доход оператора связи за счет предоставления широкого спектра услуг и снижения затрат на эксплуатацию и дальнейшее масштабирование сети, а также удовлетворить существующий спрос на телекоммуникационные услуги. Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта мультисервисной сети связи, которая будет способна удовлетворять спрос на услуги связи (высокоскоростной доступ в Интернет, VoIP, цифровое IP-TV) в мкр. Зеленый г. Люберцы. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: Проанализировать o существующую инфраструктуру города Люберцы и разработать комплекс требований к сети; Осуществить выбор варианта построения сети связи, с выбором o производителя оборудования, типов оборудования и среды распространения сигнала; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 4

o Проработать структурированную кабельную систему; o Рассчитать нагрузку на каналы связи; o Составить смету на необходимое оборудование и кабели связи; o Выработать рекомендации по проектированию сети. Практическая значимость данной выпускной квалификационной работы заключается в разработке конкретных предложений по созданию сети широкополосного абонентского доступа. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 5

1 ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ Люберцы — город (с 1925 года) в России, административный центр Люберецкого района Московской области; единственный населённый пункт городского поселения Люберцы. Железнодорожный узел в 19 км к юго-востоку от Казанского вокзала. Население — 189 123 чел. (2015). Люберцы являются пятым по численности населения городом в Московской области и первым по плотности. Территориально город состоит из четырёх основных частей: северной, южной, юго-восточной (отделены друг от друга Казанским направлением железной дороги и веткой на Дзержинский соответственно) и Зенинской. Последняя представляет собой неурбанизированный участок бывших полей аэрации, отделённый от основной территории города московским районом Некрасовка и посёлком Томилино; в 2013 году было решено застроить этот район жилыми домами. В настоящее время начинается застройка северной части г. Люберцы современными многоэтажными зданиями в рамках проекта микрорайона Зеленый. [1] На рисунке 1.1, представлена схема города Люберцы, для жителей которого будет выполняться построение мультисервисной сети. В данной выпускной квалификационной работе рассматривается микрорайон Зеленый г. Люберцы, данный микрорайон является микрорайоном многоэтажной (5-6 этажей) застройки на границе города с г. Москвой. Жилой сектор расположен в непосредственной близости с Наташинским парком. В виду того что микрорайон состоит из новостроек, и соответственно необходимая сетевая инфраструктура для предоставления абонентам услуг связи отсутствует, застройщик заинтересован в разработке проекта широкополосной сети абонентского доступа. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 6

Количество домовладений, заявленных застройщиком для подключения к широкополосной сети абонентского доступа данного микрорайона, составляет 1200 штук. Рисунок 1.1 - Схема города Люберцы Среди услуг, которые, по данным застройщика, будут востребованы в данном жилом секторе: высокоскоростной доступ в Интернет, IP телефония, Видео по запросу, Цифровое телевидение высокой четкости. Застройщик планирует 70% проникновение заявленных услуг в виду предоставления специального контракта на пользование услугами связи длительностью 5 лет при покупке недвижимости. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 7

Таким образом, необходимо организовать сетевую инфраструктуру, которая будет отвечать высоким запросам абонентов данного микрорайона. Основной телекоммуникационный оператор в г. Люберцы – филиал ОАО «МГТС» в г. Люберцы. На данный момент филиал ОАО «МГТС» в г. Люберцы предоставляет следующие услуги [2,3]: 1. Стационарная аналоговая телефония; 2. Телефония по сетям передачи данных: VoIP; 3. Цифровое интерактивное телевидение (120 каналов), в том числе 40 каналов в формате FullHD; 4. Высокоскоростной доступ в Интернет до 60 Мбит/c. Застройщик микрорайона (рисунок 1.2) построил на территории микрорайона участок телефонно-кабельной канализации (ТКК), который имеет выход на ТКК г. Москвы и Московской области, принадлежащую и обслуживаемую филиалом ОАО «МГТС», который будет осуществлять строительство сети связи в данном микрорайоне. Рисунок 1.2 – Схема ТКК микрорайона Зеленый г. Люберцы Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 8

В данной выпускной квалификационной работе необходимо реализовать проект мультисервисной сети связи, которая должна обеспечивать выполнение следующих возлагаемых на неё функций: 1. Прием-передача гетерогенного трафика (аудио, данные, видео); 2. Обеспечение безопасности и целостности передаваемых данных; 3. Обеспечение требуемого качества обслуживания при передаче мультимедийного трафика согласно модели Quality of Service (QoS); 4. Возможность внесения изменений в конфигурацию сети; 5. Обеспечение гибкости и масштабируемости сети. Планируемый уровень проникновения услуг, предоставляемых проектируемой сетью, показан в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Прогнозируемый уровень проникновения услуг Тип услуги Уровень проникновения услуги Доступ в сеть Интернет 100 % Цифровое IP-TV 70 % IP-телефония 40 % Результатом проектирования должна стать сеть широкополосного абонентского доступа. В дальнейшем разработанная сеть должна стать равноправной частью единой сети электросвязи Российской Федерации. Вывод к разделу: В данной главе был проведена экспликация объекта, для которого выполняется проектирование широкополосной сети абонентского доступа, даны вводные параметры для реализации проекта: количество абонентских портов и уровень проникновения услуг, Основываясь на проведенной экспликации объекта, будут рассмотрены приемлемые варианты проектирования сети связи с целью предоставления заявленного спектра услуг. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 9

2 ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТРОЕНИЮ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА Строительство современных сетей абонентского доступа в настоящее время главным образом идет по четырем основным направлениям: 1. сети с сохранением существующей абонентской проводки (медных витых пар) с применением группы технологий: xDSL; 2. гибридные волоконно-коаксиальные сети: HFC; 3. беспроводные сети: Wi-Fi, WiMAX, LTE; 4. волоконно-оптические сети: AON (FTTB, FTTC и др.), PON (EPON, GPON и др.). 5. комбинированные сети, которые сочетают в себе преимущества волоконно-оптического и других направлений. В данной выпускной квалификационной работе объект, для которого выполняется проектирование, представляет собой микрорайон многоэтажных жилых домов-новостроек. Это обстоятельство обуславливает ряд особенностей и ограничений, которые следует принять во внимание при осуществлении проектирования сети абонентского доступа. Приведем некоторые из условий: o Средняя этажность домов в микрорайоне 5-6 этажей; o Количество квартир на один этаж составляет в среднем 3-4 домохозяйства; o Наличие телефонно-кабельной канализации, пригодной для прокладки оптического кабеля в микрорайоне; o Наличие в домах проводки UTP 5e проложенной по слаботочным кабельным каналам с вводами в квартиры, осуществленными в виде розеток с коннекторами типа RJ-45, неоконченные участки проводки находятся в техническом помещении рядом с щитовой в подвале каждого жилого дома; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 10

o В пределах микрорайона находится здание, помещения которого принадлежат ОАО «МГТС» в котором предполагается размещать оборудование проектируемой сети. Для обеспечения доступности, гибкости, безопасности и удобства эксплуатации сети широкополосного абонентского доступа в процессе её создания необходимо следовать чётким принципам проектирования и озвученным условиям. Сеть широкополосного абонентского доступа должна соответствовать текущим и возможным будущим требованиям к работе сервисов и технологий. Руководство по проектированию сети широкополосного абонентского доступа построено на принципах, перечисленных ниже. Иерархичность — упрощает понимание роли каждого устройства на каждом уровне, обеспечивает поддержку в процессе развёртывания, эксплуатации и управления, а также снижает количество неполадок на каждом уровне. Модульность — способствует безупречному расширению сети и внедрению интегрированных сервисов по мере необходимости. Отказоустойчивость — обеспечивает бесперебойную работу сети в соответствии с ожиданиями пользователей. Гибкость — обеспечивает рациональное распределение нагрузки трафика за счёт использования всех сетевых ресурсов. 2.1 Стек протоколов TCP/IP как основа проектирования сети широкополосного абонентского доступа Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Название TCP/IP происходит из двух наиважнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые были разработаны и описаны первыми в Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 11

данном стандарте. Также изредка упоминается как модель DOD в связи с историческим происхождением от сети ARPANET из 1970 годов (под управлением DARPA, Министерства обороны США). В июле 1977 Винт Серф и Боб Кан впервые продемонстрировали передачу данных с использованием TCP по трем различным сетям. Пакет прошел по следующему маршруту: Сан-Франциско — Лондон — Университет Южной Калифорнии. В конце своего путешествия пакет проделал 150 тысяч км, не потеряв ни одного бита. В 1978 году Серф, Постел и Дэни Кохэн решили выделить в TCP две отдельные функции: TCP и протокол Интернета (Internet Protocol, IP). TCP был ответственен за разбивку сообщения на дейтаграммы и соединение их в конечном пункте отправки. IP отвечал за передачу (с контролем получения) отдельных дейтаграмм [4,5]. Рисунок 2.1 – Уровни модели TCP/IP в рамках модели OSI Соответствия между уровнями модели OSI и уровня стека протоколов TCP/IP представлено на рисунке 2.1. Протоколы работают друг с другом в стеке — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. TCP/IP включает в себя четыре уровня : Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 12

1. уровень приложений (application layer), 2. транспортный уровень (transport layer) —TCP, 3. межсетевой уровень (Internet layer) — IP, 4. уровень сетевого интерфейса (link layer) — Ethernet. Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных, что является большим преимуществом. В качестве основы стека протоколов TCP/IP следует рассмотреть протокол Ethernet, который определяет среду, режим (симплекс, дуплекс) и скорость передачи данных. Термин Ethernet относится ко всему семейству стандартов. Одни стандарты определяют специфические особенности передачи данных по конкретному типу кабельного соединения на конкретной скорости. Другие определяют протоколы, или правила, которым должны следовать узлы Ethernet, чтобы быть частью сети LAN Ethernet. Все они изданы IEEE и содержат число 802.3 в начальной части названия стандарта. [6] Поскольку технология Ethernet существует приблизительно 40 лет, она охватывает довольно большое разнообразие физических каналов связи. Ныне технология Ethernet поддерживает множество стандартов для различных видов оптических и медных кабелей и скоростей от 10 Мбит/с до 100 Гбит/с. Стандарты определяют также разные типы кабелей и допустимую для них максимальную длину. Фундаментальным критерием для выбора кабеля является материал его проводов, используемых для физической передачи битов: это либо медь, либо оптическое волокно. Хотя волоконно-оптические кабели дороже, они допускают более длинные дистанции между соединяемыми узлами. Чтобы быть в состоянии выбрать приобретаемые изделия для новой сети LAN Ethernet, сетевой инженер Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 13

должен знать названия различных стандартов и средств Ethernet, поддерживаемых данными изделиями. [7] Определяя стандарты физического уровня Ethernet, I EE E использовал несколько соглашений об именовании. Официальное название начинается с числа 802.3, сопровождаемого символьным суффиксом. Для стандарта IEEE используются также и более осмысленные названия, включающие в себя указание скорости и сокращенные сведения о кабеле UTP (с суффиксом "Т") или оптоволоконном кабеле (с суффиксом "Х"). Список стандартов физического уровня Ethernet для медного кабеля приведен в таблице 2.1, а для оптического в таблице 2.2. [6,7] Таблица 2.1 – Стандарты группы IEEE 802.3 для медного кабеля Категория кабеля Cat-3 Cat-5 Cat-5 Cat-5e Cat-5e, неэкранированный Cat-5e, экранированный Cat-6, неэкранированный Cat-6, экранированный Cat-6A Cat-7 Cat-8 Список протоколов Ethernet для медного кабеля Класс Стандарт Длина Частота кабеля сегмента каналов (ISO/EN) передачи Класс C 10BASE-T, 100 метров 2 × 10 MHz 100BASE-VG 100BASE-TX 2× 31,25 MHz 1000BASE-T 4 × 62,5 MHz Класс D 10GBASE-T 45 метров 4 × 417 MHz до 45 метров 55 – 100 метров 10 метров Класс E Класс EA Класс F 40GBASE-T 30 метров Ширина полосы пропускания 16 MHz 100 MHz 100 MHz 100 MHz 100 MHz 100 MHz 250 MHz 250 MHz 500 MHz 600 MHz 1600 MHz Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 14

Таблица 2.2 – Стандарты группы IEEE 802.3 для оптического кабеля Список протоколов Ethernet для оптического кабеля Стандарт, скорость Тип оптического волокна подключения 10 MBit/s 10BASE-FL/-FB OM1 LWL-Multimode 62,5/125 µm 100 MBit/s 100BASE-FX OM1/OM2 LWL-Multimode 62,5/125 µm / 50/125 µm HDX OM1/OM2 LWL-Multimode 62,5 µm / 50 µm FDX 1 Gbit/s 1000BASE-SX OM1 LWL-Multimode 62,5/125 µm OM2 LWL-Multimode 50/125 µm OM3 LWL-Multimode 50/125 µm 10 Gbit/s 10GBASE-SR OM1 LWL-Multimode 62,5/125 µm OM2 LWL-Multimode 50/125 µm OM3 LWL-Multimode 50/125 µm 10 Gbit/s 10GBASE-LRM OM1/2/3 LWL-Multimode 62,5/125 µm / 50/125 µm 10 Gbit/s 10GBASE-LR LWL-Singlemode 8-10 µm 10 Gbit/s 10GBASE-ER LWL-Singlemode 8-10 µm 10 Gbit/s 10GBASE-ZR LWL-Singlemode 8-10 µm Длина сегмента 2000 метров 412 метра 2000 метров 220 метров 550 метров >550 метров 26 метров 82 метра 300 метров 220 метров 10 километров 30-40 километров 80 километров В таблице содержится достаточно много имен, чтобы дать представление о формате. Хотя технология Ethernet имеет много стандартов физического уровня, она действует как единая технология LAN, поскольку использует единый стандарт канального уровня для всех типов физических каналов связи Ethernet. Этот стандарт определяет единый для всех заголовок и концевик Ethernet. Заголовок и концевик - это дополнительные наборы байтов до и после данных, используемые для осуществления действий по передаче данных в сети LAN. [6,8] В то время как стандарты физического уровня сосредоточены на передаче битов по кабелю, протоколы канала связи Ethernet - на передаче фреймов Ethernet (Ethernet frame) от узла отправителя к узлу получателя Ethernet. С точки зрения канала связи узлы создают и пересылают фреймы. Узлы Ethernet просто перенаправляют фрейм по необходимым каналам связи, чтобы доставить его соответствующему получателю. Пример процесса приведен на рисунке 2.2. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 15

Рисунок 2.2 – Процесс передачи фреймов данных по протоколу Ethernet В данном случае компьютер PC I посылает фрейм Ethernet компьютеру РСЗ. Фрейм следует по каналу UTP к коммутатору Ethernet SW1, а затем по каналу оптоволоконного кабеля с коммутатора Ethernet SW2 на коммутатор SWЗ и, наконец, по еще одному кабелю UTP на компьютер РСЗ. Биты в этом примере фактически передаются на четырех разных скоростях: 10 Мбит/с, 1 Гбит/с, 100 Мбит/c соответственно. [9] Стек протоколов Ethernet, таким образом, является базовым для построения сети широкополосного абонентского доступа, далее рассмотрим варианты по реализации сети абонентского доступа на базе оптической среды передачи. Выбор оптической среды передачи очевиден по нескольким причинам: 1. оптические кабели не подвержены воздействию помех электромагнитной природы; 2. расстояние, на которое способны транспортироваться данные по оптике, без использования репитеров заметно превосходит таковое для витой пары; 3. осуществить нелегальный перехват данных, транспортируемых по оптическому кабелю, с технической точки зрения труднее. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 16

2.2 Волоконно-оптические сети на базе протокола Ethernet Очевидные преимущества оптики (по сравнению с медножильными трактами связи) — значительно более высокие пропускная способность и «дальнобойность». Современные медные кабельные системы позволяют передавать 10 Гбит/с, но всего на 100 м — то есть в пределах одного здания или группы близко расположенных строений. По оптическим линиям гигабитные потоки можно без промежуточного восстановления транспортировать на десятки километров. К тому же такие линии отличает хорошая масштабируемость в отношении пропускной способности: ее легко увеличить путем добавления спектральных каналов (длин волн) без замены волокна. [10] Оптическое волокно очень тонкое, менее 1 мм в диаметре. По диаметру оптический кабель, содержащий несколько сот волокон, сопоставим со стандартным коаксиальным кабелем. Данное свойство снижает требования к «объему» кабельных трасс и упрощает прокладку оптического кабеля, который можно, например, вдувать в предварительно смонтированные пластиковые трубки. Оптическая кабельная инфраструктура способна прослужить очень долго и «пережить» смену нескольких поколений активного оборудования. Технологии оптической передачи в оптической сети доступа подразделяются на активные и пассивные. Классификация технологий оптического доступа представлена на рисунке 2.3. [11, 12] Рисунок 2.3 - Группа технологий оптического доступа Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 17

Fiber To The X или FTTx (оптическое волокно до точки X) — это общий термин для любой компьютерной сети, в которой от узла связи до определенного места (точка X) проведен волоконно-оптический кабель, а далее, до абонента, — медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства). Таким образом, FTTx — это только физический уровень. Однако фактически данное понятие охватывает и большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг. [12,13] В семейство FTTx входят несколько различных видов архитектур:  FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до распределительного шкафа, т.е. микрорайона, квартала или группы зданий;  FTTB (Fiber to the Building) — волокно до здания;  FTTU (Fiber to the User) — волокно до пользователя (квартиры), частный случай FTTH (Fiber to the Home) – волокно до жилища. Архитектуры отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель, рисунок 2.4. Рисунок 2.4 - Группа технологий FTTx Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 18

Архитектура FTTB получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе стека протоколов Ethernet (IEEE 802.3), оптическое волокно позволяет передавать данные на гораздо большие расстояние, чем это возможно применяя медный кабель. Кроме этого, в структуре затрат на создание сети ЕТТх разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая, при этом операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше. Архитектура FTTB используется во вновь возводимых домах и у крупных операторов связи. Кроме того, применение получили технические решения с пассивными волоконно-оптическими сетями (рисунок 2.5). Рисунок 2.5 - Пример сети доступа с PON При радиусе действия PON около 20 км максимальное число разветвлений не более 32 по определению ITU-T (рекомендация G.982), что обусловлено возможностями энергетического потенциала оптической передачи, т.е. мощностью передатчика, чувствительностью приемника, затуханием стекловолокна на разных длинах волн, затуханием устройств разделения мощности и др. [14,15] Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них. Реализация этого принципа показана на рисунке 2.5. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 19

Число абонентских узлов, подключенных к одному приемо-передающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT – прямого (нисходящего) потока используется длина волны 1490 нм. Потоки данных от абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки. [16] 2.3 Экономическое обоснование выбора варианта модернизации сети Экономические задачи занимают очень важное место в общей проблеме построения сети абонентского доступа. Это утверждение можно обосновать с помощью графика, приведенного на рисунке 2.6. На рисунке показан типичный ход кривых чистой текущей стоимости (NPV – Net Present Value) для трех вариантов модернизации сети доступа. [18] Рисунок 2.6– Изменение чистой текущей стоимости сети Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 20

Первый вариант предусматривает минимальную модернизацию сетей доступа. Все абонентские линии организованы за счет положенных ранее многопарных кабелей с медными жилами. При необходимости некоторые кабели на магистральных или распределительных участках заменяются аналогичными средствами. Если в сети доступа устанавливаются концентраторы, то отобранные по известной методике пары уплотняются цифровыми системами передачи. Таким образом, при таком варианте развития событий используется группа технологий xDSL. Очевидно, что начальные затраты на модернизацию сети (I1) не будут существенными. Период окупаемости (T1) также будет небольшим. В перспективе доходы Оператора, скорее всего, перестанут расти, так как он не сможет конкурировать на рынке новых инфокоммуникационных услуг. Отличительная черта второго варианта – построение широкополосной сети с использованием оптического кабеля, по крайней мере, на магистральном участке. Это решение более всего похоже на ту стратегию, которая в англоязычной технической литературе известна по аббревиатуре FTTN, FTTC или же FTTB. Естественно, такое решение требует значительных начальных инвестиций (I2). Период окупаемости (T2) также возрастет по сравнению с аналогичной величиной для первого варианта. С другой стороны, Оператор будет конкурентоспособным на рынке тех новых услуг, поддержка которых основана на использовании широкополосных каналов. Третий вариант связан с радикальной модернизацией сети доступа. Характерным примером подобного решения можно считать замену всех абонентских линий на новые. Такая стратегия модернизации сети доступа известна по аббревиатуре FTTB. [18] Очевидно, значения начальных инвестиций (I3) и периода окупаемости (T3) будут самыми большими. Несомненное достоинство третьего варианта заключается в максимальном уровне потенциальной конкурентоспособности. Универсального решения, как правило, не существует. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 21

Выводы к разделу: Исходя из перечисленных ранее условий, наиболее целесообразно будет построение сети абонентского доступа на базе технологии FTTB с использованием активной технологии маршрутизации, канального протокола передачи Ethernet. Статьи издержек на строительство FTTB-сети очевидны и легко поддаются анализу. Основные расходы следующие:  Строительно-монтажные работы – монтаж оптоволоконных линий связи, оборудования;  Пассивное оптическое хозяйство – кабели, стойки, кроссы, и т.д.  Активное оборудование – Ethernet коммутаторы доступа, агрегации, маршрутизаторы; медиаконвертеры;  Сервисное оборудование – серверы, ПК администраторов;  Планирование сети и управление проектом. Оптическая инфраструктура должна эксплуатироваться, по меньшей мере, двадцать пять лет, что необходимо учитывать при планировании, проектировании и развертывании линейно-кабельного хозяйства. На основе отличий в формировании затраты для сети доступа можно разделить на две группы: издержки на строительство сети до начала предоставления услуг (дома с подведением) и расходы на строительство ответвлений к новым абонентам (дома с подключениями). Если рассматривать детально, затраты на доведение кабеля до дома состоят из стоимости оборудования центрального узла, магистрального кабеля (включая также расходы на его прокладку), распределительных шкафов и пассивного оборудования. Коммерческий успех проекта также во многом зависит от пакета услуг, который, например, содержит высокоскоростное соединение с интернетом, VoIP, IPTV и видео по запросу. Для построения современной сети широкополосного абонентского доступа целесообразно использовать стек протоколов TCP/IP и протокол Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 22

канального уровня Ethernet IEEE 802.3. Структурированная кабельная система для сети должна создаваться основываясь на следующих нормативных актах: 1) Международный стандарт ISO/IEC IS 11801-2002; 2) ГОСТ Р 532462008; 3) ГОСТ Р 53245-2008; 4) ГОСТ 21.406-88; 5) Нормативные документы производителей к выбранному оборудованию и кабелям связи. В качестве основы для проектирования сети будет использована структура сети, представленная на рисунке 2.7. В качестве среды передачи для распределительной сети целесообразно использовать одномодовое оптическое волокно, для горизонтальной кабельная медной витой разводка уже выполнена в зданиях застройщиком. На рисунке 2.6 представлена обобщенная схема организации участка доступа мультисервисной сети абонентского доступа, основываясь на которой будет, осуществляется более детальное проектирование мультисеривсной сети абонентского доступа. Рисунок 2.7 – Обобщенная схема организации сети широкополосного абонентского доступа по технологии FTTB Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 23

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ СВЯЗИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА 3.1 Определение перечня услуг Прежде чем проводить расчет нагрузок проектируемой мультисервисной сети связи города Люберцы, необходимо указать типы предоставляемых мультисервисной сетью услуг, а также произвести расчет предполагаемого количество абонентов. Количество частных домовладений, предлагаемых к подключению составляет 1200 штук. Соответственно необходимо разработать сеть, которая позволит поддерживать как минимум 1200 абонентских портов и предоставлять услуги доступа в Интернет, цифрового телевидения высокой чёткости, видео по запросу и IP-телефонии. Определим количество абонентов, которые будут пользоваться различными типами услуг по формуле (3.1): N service  S service * N , абонентов (3.1) где S – процент проникновения услуги; Количество абонентов имеющих высокоскоростной доступ в сеть Интернет, уровень проникновения 100%: N service  1*1200  1200 абонентов. Количество абонентов IP TV, уровень проникновения 70%: N service  0,7 * 1200  840 абонентов. Количество абонентов VoIP, уровень проникновения 40%: N service  0,4 * 1200  480 абонентов. В данной выпускной квалификационной работе предлагается для организации абонентского доступа в микрорайоне «Зеленый» г. Люберцы применить технологию Ethernet на базе оптической распределительной архитектуры FTTB для построения сети абонентского доступа. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 24

3.2 Модель доступа Ethernet на базе оптической сети FTTB Концепция FTTB/Ethernet сети была первоначально разработана для предоставления услуг корпоративным клиентам. Принимая во внимание новые требования для решений широкополосного доступа, концепция FTTB становится универсальной основой для IP-сети нового поколения (NGN). FTTB/Ethernet сеть может быть логически разделена на уровни обслуживания и абстрагироваться транспортного от уровня. транспортного Разработчики уровня. Логическое услуг могут разделение обслуживания подсистемы транспортной подсистемы позволяет быстро настроить существующие политику и внедрять новые услуги без внесения изменений в транспортной сети. Транспортный уровень обеспечивает передачу L2 трафика, т.е. кадры Ethernet, начиная с клиентов к контрольной точке. Концепция FTTB это идеально подходит для зданий, в которых UTPпроводки уже существует, или ее легко выполнить; коммутаторы второго уровня позволяет реализовать решение по доступу с малыми затратами (в сравнении с другими вариантами широкополосного доступа). Еще одним преимуществом является широкая распространенность и относительная новизна абонентского оборудования (CPE). Следует отметить, что технология FTTB обеспечивает достаточную полосу пропускания для предоставления всех сервисов TriplePlay (IP-TV, VoD, Internet Access). Основные функциональные особенности решения FTTB: o Размещение активного оборудования доступа; o Организация коммутации оптических и медных линий связи; o Защита оборудование от внешних воздействий; o Возможность удаленного мониторинга объекта; o Возможность обеспечения оборудования резервным источником питания. Техническое решение по доступу FTTB обеспечивает подключение Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 25

абонентов в многоквартирных домах с использованием коммутаторов второго уровня и устанавливаемых в здании АТС маршрутизаторов и коммутаторов агрегации, или маршрутизатора, функционирующего в качестве агрегирующего коммутатора. В здании размещается требуемое количество коммутаторов доступа по 24 или 48 абонентских портов, оптический кросс, кросс медножильной витой коммутатором и пары. точкой Максимальная подключения длина UTP-кабеля между (розеткой RJ-45 абонента устанавливаемой в квартире) не должна превышать 100 метров. Требуемые сетевые элементы: 1. Уровень предоставления услуг:  Системы обеспечения бесперебойного питания;  Оборудование для предоставления услуг - серверы;  Оборудование управления и мониторинга сети;  Рабочее место администратора;  Линки к вышестоящим провайдерам;  Кроссовое оборудование. 2. Уровень агрегации и распределения трафика:  Управляемые коммутаторы агрегации третьего уровня,  Конверторы оптического сигнала;  Системы обеспечения бесперебойного питания;  Кроссовое оборудование. 3. Уровень доступа:  Управляемые коммутаторы второго уровня;  Шкаф антивандального исполнения;  Оборудование телеметрии;  Устройство обеспечения бесперебойного питания UPS.  Кроссовое оборудование. 4. Уровень пользователя:  Домашние шлюзы пользователей (опционально); Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 26

 Оконечные устройства (опционально): STB – приставки для IP-TV; IP – телефоны; ПК, ноутбуки, планшеты, смартфоны. Технология FTTB представляется лучшим широкополосным решением для абонентского доступа. Она практически избавлена от ограничений по скорости и расстоянию. Помимо этого, инфраструктура для FTTB имеет сравнительно большой срок службы. В состав решения FTTB на уровне абонентского доступа должно входить: 1. Антивандальный стальной конструктив для размещения оборудования. o Емкость 6-12 U; o Толщина метала 1,5-2,0 мм; o 19" направляющие для крепления стандартного, телекоммуникационного оборудования. 2. Кроссовое оборудование. Варианты комплектации: o Патч-панель / Кросс панель кат. 5е, для коммутации медных проводников; o Кросс оптический, предназначенный для разводки волоконнооптического волокна, в сборе. 3. Коммутатор доступа на 24 абонентских порта. 4. Система удаленного мониторинга объектов связи. o Авторизация доступа; o Датчики: влаги, пожара, дыма, вибрации; o Мониторинг и снятие показаний электропитания. 5. Система электропитания o Источник бесперебойного питания; o Система заземления; o Автоматический выключатель на 16А; o Электросчетчик однофазный с креплением на DIN рейку, с возможностью дистанционно снятия показаний; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 27

o Блок розеток на 8 портов, в исполнении 19”, 1U / Комплект розеток на DIN рейку; o DIN рейка для крепления в 19" конструктив, 3U. Схема и состав антивандального конструктива представлена на рисунке 3.1 Рисунок 3.1– Схема и состав антивандального конструктива, устанавливаемого в подъезде жилого дома в соответствии с концепцией FTTB На рисунке 3.2 представлена схема организации связи согласно концепции FTTB. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 28

Рисунок 3.2 – Схема организации сети Metro Ethernet Network Рационально использовать следующие протоколы Ethernet спецификации IEEE 802.3 на различных иерархических уровнях сети: 1. На уровне абонентского доступа: 100BASE-TX — стандарт, использующий витую пару 5 категории и выше. Максимальная длина сегмента 100 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе. Скорость до 100 Мбит/с. 2. На уровне распределения и агрегации трафика: 1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий оптическое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя зависит только от типа используемых приемопередатчиков и типа волокна. Скорость до 1000 Мбит/с. Уровень группового доступа находится между уровнем ядра и уровнем доступа и является агрегирующим для трафика, поступающего к абонентам и от них. Коммутаторы агрегации находятся в специальных 19 дюймовых стойках в серверном помещении. 3. На уровне ядра, для соединения коммутаторов агрегации и будет использован стандарт 10G Ethernet: 10GBASE-SR — стандарт, использующий Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 29

многогодовое волокно поддерживает расстояния до 300 метров. Скорость до 10 Гбит/с. 3.3 Модель структурированной кабельной системы сети В данной выпускной квалификационной работе будет использована построенная застройщиком телефонно-кабельная канализация, в том числе отдельные сегменты кабельной канализации – вводы в здания. При проектировании структурированных кабельных систем (СКС) часто возникают ситуации, когда необходимо объединить два или несколько достаточно удаленных друг от друга сегментов сетей или требуется подключить удаленное на значительное расстояние оборудование. Другими словами – возникают ситуации, когда использовать соединение нескольких сегментов с помощью медного кабеля витая пара не обеспечивает необходимую пропускную способность на заданном расстоянии. В таких случаях при проектировании магистральных подсистем структурированной кабельной системы в качестве магистрального кабеля используются волоконно-оптические кабели (ВОК). Основные преимущества волоконно-оптических кабелей перед линиями на основе медных пар очевидны – это низкий коэффициент затухания, позволяющий строить участки линий связи на большие расстояния, а также высокая полоса пропускания, ограниченная только возможностями оконечного активного оборудования, составляющая на сегодняшний день 10 Гбит/с и выше. Уже сейчас есть решения у производителей для 40 и 100 Гбит/с. [19,20] При введении в СКС оптических сегментов, на этапе проектирования необходимо определиться с тем, какой тип оптических кабелей необходимо использовать в тех или иных условиях. Основные вопросы, которые решает Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 30

проектировщик, при построении волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) и критерии выбора в ходе разработки проекта СКС: 1. Какой тип и категорию оптоволокна применять на данном объекте? 2. В какой среде будет происходить прокладка кабеля? (грунт, кабельная канализация, подвес и т.п.) 3. Существует ли угроза повреждения грузунами/огнем? 4. Необходимо ли повышенная устойчивость кабеля к растяжению? 5. Какое необходимое количество оптических волокон на один узел? В связи с указанными особенностями, существуют рекомендации по применению различных типов волокон в зависимости от длины сегмента и используемого приложения. Например, для Gigabit Ethernet, при длине сегмента до 550 м можно использовать многомодовый кабель, а до 2 км и выше – одномодовый. Для 10 Gigabit Ethernet 10GBase_SR/SW при длине сегмента до 300 м можно использовать многомодовый кабель категории ОМ3, свыше 300 метров – одномодовый кабель. [13] Необходимый кабель для прокладки: Тип кабеля – магистрального типа, т.е. предназначен для 1. построения оптических сетей между городами, районами, домами, узлами связи; Среда прокладки – защищенная от грызунов телефонно-кабельная 2. канализация; Тип оболочки – полиэтилен, полиэтилены средней и высокой 3. плотности обладают повышенной стойкостью к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, необходимой гибкостью при монтаже при отрицательных температурах, отличной стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения. 4. Тип волокна - многомодовое 50/125, в соответствии с таблицей 2.2 и данными указанными в главе 3.2. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 31

Количество оптических волокон на 1 из 59 узлов доступа 5. составляет 2 шт., в соответствии с концепцией на рисунке 3.2. Таким образом, один оптический кабель должен нести 32 ОВ. Четыре кабеля (128 ОВ), в свою очередь, обеспечат необходимое количество каналов для подключения узлов доступа. Таким образом, для подключения узлов доступа к узлам агрегации трафика, выбран кабель компании Инкаб марки ДПО-П-32М (4х8) 1.5 kH (2 км), ДПО-П-4М (1х4) 1.5 kH (4 км). Соединение коммутаторов агрегации будет осуществляться многогодовыми патчкордами. Организация каналов в сторону вышестоящих провайдеров не рассматривается в данной главе, в виду планируемой аренды этих каналов. Рисунок 3.3– Конструкция кабеля ДПО Прокладка оптоволоконного кабеля на участке объект/сервер осуществляется методом прокладки в существующей кабельной канализации до коммутаторов, установленных в специально оборудованных помещениях в подвалах, от коммутатора до абонента проложен кабель по слаботочной сети. Соединение строительных длин производится с помощью специальных муфт городского типа. Колодцы кабельной канализации должны располагаться на расстояние не более 100 м друг от друга, внутри должны быть установлены консоли для крепежа кабеля. Кабель должен также иметь специальные отметки: канал ввода, канал вывода, контрольные метки, и т.д. Разработанная схема линейнокабельных сооружений представлена на рисунке 3.4. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 32

Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 33 Рисунок 3.4. – Схема проектируемых линейно-кабельных сооружений

3.4 Выбор оборудования В мультисервисных сетях используются различные типы коммутаторов. Правильный выбор типов коммутаторов, соответствующих требованиям сети, играет большую роль. При выборе типа коммутатора разработчик сети должен выбрать стекируемый или нестекируемый коммутатор с фиксированной или модульной конфигурацией. Ещё один фактор, который необходимо учитывать при выборе устройства — это высота коммутатора, которая измеряется количеством монтажных единиц. Последний критерий касается коммутаторов, которые монтируются в стойку (наращиваемые). Рассмотренные выше параметры иногда называют форм-факторами коммутатора. В результате проведенного анализа рынка телекоммуникационных устройств для организации связи по технологии FTTB в микрорайоне Зеленый города Люберцы Московской области выбрано оборудование QTECH (Россия) обладающее приемлемым соотношением цена-качество, высоким уровнем надежности, а также курсом на импортозамещение телекоммуникационного оборудования в Российской Федерации. Коммутатор ядра В качестве коммутаторов-маршрутизаторов выбраны коммутаторы компании QTECH QSW-8370-28T (6 шт.). Коммутатор-маршрутизатор следующего поколения 10G серии QSW8370 с возможностью наращивания в виде стека содержит усовершенствованную архитектуру аппаратных и программных средств и встроенные, модульные дублированные источники питания (по схеме 1+1). Эти коммутаторы обеспечивают высокую доступность, масштабируемость, безопасность, энергоэффективность и простую эксплуатацию благодаря инновационным функциям и возможностям, например, VSF, IEEE 802.3at (дополнительно), дублированным источникам питания, OpenFlow. Коммутатор Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 34

идеально подходит для высокоплотных уровней агрегирования или уровня ядра, благодаря своей высокой производительности, доступности и надежности. Характеристики выбранной модели представлены в таблице 3.1. [21] Таблица 3.1– Характеристики коммутатора ядра QSW-8370-28T Характеристика Порт управления QSW-8370-28T Порт управления 10/100/1000 Мбит/с RJ45 Ethernet 1 консольный порт (Micro USB для QSW-8370-52T-P) Интерфейс USB2.0 20 портов GE (SFP+) + 4 порта GE Combo (GT/SFP) + 4 порта 10GE (SFP+) 440*44*350 мм 2 слота источника питания, модульного типа с резервированием по схеме 1+1 128 Гбит/с 13K 1K 95 млн. пакетов/с Конфигурация портов Размеры (Ш*В*Г) Электропитание Матрица коммутации Таблица маршрутов Интерфейс L3 Пропускная способность Таблица MAC VLAN Таблица ACL Таблица IPv4 / IPv6 Поддержка двойного стека IPv4/IPv6 Протоколы связующего дерева (STP) Протокол Мультикаст Безопасность Качество обслуживания (QoS) Списки Контроля Доступом (ACL) 16K 4K 1536 512 / 512 Есть 802.1d (STP) , 802.1w (RSTP) , 802.1s (MSTP) Root guard, BPDU guard, BPDU forwarding IGMP v1/v2/v3 и IGMP v1/v2/v3 snooping MVR, IGMP filter, 1024 groups 802.1x AAA, аутентификация на базе порта, MAC-адреса Учетная политика на основе временного диапазона и трафика Guest VLAN и Auto VLAN, RADIUS для IPv4 и IPv6 TACACS+ для IPv4 and IPv6, MAB 8 очередей, SWRR, SP, WRR, DWRR, SDWRR, WRED Классификация трафика на основе 802.1p CoS, ToS, DiffServ DSCP, ACL, номера порта Формирование трафика PRI Mark/Remark IP ACL, MAC ACL, IP-MAC ACL Стандартные и расширенные списки ACL на основе IP- или MACадреса источника/пункта назначения, IP-протокола, порта TCP/UDP, DSCP, ToS, IP-приоритета, VLAN, Tag/Untag, CoS REDIRECT и ACL на базе учетных политик Правила можно конфигурировать для портов, VLAN, интерфейсов маршрутизации VLAN, по временному диапазону Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 35

Оптические модули: На направление коммутаторов доступа: QSC-SFP+0.6GE-850-MM-DDM (59 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 1 Гбит/c, дальность - 600 метров, тип разъема – двойной LC, длина излучаемой волны - 850 нм, для многомодового волокна. На направление коммутаторов агрегации: QSC-SFP+0.2G10E-1310-MM-DDM (12 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 10 Гбит/c, дальность 200 метров, длина излучаемой волны 1310 нм, для многомодового волокна. На направление провайдера Интернет: QSC-SFP+10G10E-1310-SM-DDM (2 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 10 Гбит/c, дальность 10 км, длина излучаемой волны 1310 нм, для одномодового волокна. На направление провайдера Цифрового ТВ: QSC-SFP+10GE-1310-SM-DDM (2 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 1 Гбит/c, дальность 10 км, длина излучаемой волны 1310 нм, для одномодового волокна. На направление Сети связи общего пользования: QSC-SFP+10GE-1310-SM-DDM (2 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 1 Гбит/c, дальность 10 км, длина излучаемой волны 1310 нм, для одномодового волокна. Коммутатор доступа В качестве коммутаторов агрегации выбраны коммутаторы компании QTECH QSW-2910-26T-AC (59 шт). Управляемые коммутаторы серии QSW-2910 являются бюджетным решением L2+ уровня для строительства региональных сетей доступа операторов. Наличие в линейке моделей с поддержкой PoE и BWP (обратного PoE) позволяет рассматривать их для строительства корпоративных сетей и Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 36

сетей, участвующих в программах по организации муниципальных систем видеонаблюдения. Коммутаторы поддерживают традиционный для операторских сетей доступа функционал, такой как ERRP (EAPS), Мультикаст VLAN, op82, IP source guard, QinQ. Таблица MAC-адресов поддерживает 16000 записей. За счет исключения ряда избыточных технических характеристик, не всегда применяемых на сегодняшний день, в частности, поддержки протокола IPv6, удалось снизить стоимость коммутатора на 20% относительно аналогов. Оптимизация цен позволила снизить объем капитальных вложений при строительстве сетей с использованием QSW-2910, обеспечив сжатые сроки возврата инвестиций и минимизацию затрат. Характеристики выбранной модели представлены в таблице 3.2. [21] Таблица 3.2– Характеристики коммутатора ядра QSW-2910-26T-AC Характеристика Порт управления Конфигурация портов Размеры (Ш*В*Г) Электропитание Матрица коммутации Пропускная способность Таблица MAC ACL VLAN Потребляемая мощность Протоколы связующего дерева (STP) Протокол Мультикаст Качество обслуживания (QoS) QSW-2910-26T-AC 1 консольный порт 24*10/100BaseT, 2*ComboGE+ 100/1000BaseX SFP или 10/100/1000BaseT 330х220х44 AC: 220V 8,8 Gbps 96Mpps 16K 460 4K 15 Ватт Поддержка 802.1d (STP), 802.1w (RSTP), 802.1s (MSTP); Поддержка Flex Link и EAPS; Loopback-detection; Remote-Loop detect; Поддержка агрегации портов по 802.3ad (LACP) L2 мультикаст групп – 1K, IGMPv1/v2/v3 Snooping, IGMP Filter/Fast leave/cross-VLAN duplication, MLDv2/MLDv2 Snooping 8 очередей на порт; Поддержка приоритезации 802.1p, по MAC адресам и IP адресам отправителя и получателя, VLAN, типу протокола IP, портам TCP/UDP. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 37

Оптические модули: На направление коммутаторов агрегации: QSC-SFP+0.6GE-850-MM-DDM (59 шт.). Оптические модули типа SFP+, скорость до 1 Гбит/c, дальность - 600 метров, тип разъема – двойной LC, длина излучаемой волны - 850 нм, для многомодового волокна. [21] 3.5 Схемы организации мультисервисной сети Описание сервисной модели сети: Услуги общего пользования включают в себя следующие услуги: Широкополосный доступ в сеть Интернет — предоставление Высокоскоростного доступа пользователям к сети Интернет; Цифровое телевидение, в том числе высокой четкости — предоставление доступа к просмотру различных телевизионных каналов на основе IP Мультикаст; IP телефония — предоставление услуг телефонной связи через сети передачи данных. Высокоскоростной доступ в сеть Интернет Весь трафик абонентов проходит через коммутаторы агрегации QSW8370, где маршрутизируется, приоритезируется и ограничивается по полосе пропускания. Для предотвращения петель коммутации на уровне доступа со стороны абонентов применение STP протокола нежелательно. Для защиты сети оборудование QTECH позволяет вместо STP использовать средства Remote loop detect и Broadcast limit с возможностью раздельной фильтрации бродкаст, юникаст и мультикаст штормов с привязкой к реальной скорости каждого порта. [22] Цифровое телевидение Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 38

Медиа контент для услуги цифрового телевидения предоставляется в отдельном VLAN, поэтому для предоставления сервиса на коммутаторе используется функционал MVR (Мультикаст VLAN Registration), то есть VLAN абонента ассоциируется с Мультикаст VLAN, после чего входящие служебные пакеты igmp report необходимые для предоставления сервиса (igmp-join, igmpleave) перемещаются коммутатором из VLAN абонента в мультикаст VLAN. В свою очередь, запрошенный абонентом Мультикаст трафик транслируется в VLAN абонента. Таким образом, нет необходимости на стороне абонента размещать интеллектуальное оборудование поддерживающее стандарт 802.1Q. Список каналов, доступных для абонента согласно его тарифу, формируется с помощью статических IGMP профилей. Профилей может быть несколько (столько же, сколько тарифов, тариф = профиль) профиль применяется на порт и позволяет подписывать только оплаченные каналы. Количество единовременно просматриваемых каналов ограничивается на каждом порту абонента для предотвращения перегрузки порта абонента и большой загрузки uplink-портов. Так же для снижения нагрузки при переключении между каналами на коммутаторе применяется функционал fastleave. [21,22] На коммутаторе запрещается транслирование unknown мультикаст трафика. Список мультикаст групп и пользователей (портов) запросивших эти группу формируется функционалом IGMP snooping v2. На коммутаторе список хранится в виде таблицы и доступен к просмотру администратором, что облегчает мониторинг и диагностику. IGMP snooping не только формирует список разрешенных для трансляции мультикаст групп в порты куда происходит вещание, но и выполняет функцию безопасности, запрещая передачу IGMP report между не доверенными, абонентскими портами. Доверенные порты (mroute) обычно являются UPLINK портами и могут быть назначены автоматически, при получении (general query пакета), а также вручную. Назначая mroute порты в ручную, стоит помнить, что в кольцевых Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 39

топологиях их два, соответственно IGMP report будут уходить в оба, нагружая при этом сеть оператора не нужным служебным IGMP трафиком. Автоматическое назначение mroute портов снижает нагрузку на сеть, поскольку GENERAL QUERY приходит только на один порт. Но для кольцевой топологии, при перестроении кольца коммутатору потребуется время, чтобы переобучить mroute порт динамически. Это повлечет простой IP TVHD вещания. Для получения сервиса на персональном компьютере, оператор должен предоставить пользователю список Мультикаст каналов и портов. Пользователю необходимо установить программное обеспечение (VLC плеер, IP TVHD плеер и т.д.). [22] VoIP – пакетная телефония Предоставление одному абоненту одновременно услуг доступа в интернет и ip-телефонии с соответствующими классами обслуживания, возможно благодаря поддержке коммутаторами QSW-2910 технологии QoS. Каждый порт QSW-2910 поддерживает 4 очереди QoS, что достаточно как для Triple Play так и для организации корпоративных VPN. Трафик VoIP передается через отдельный VLAN и имеет приоритет при обработке на коммутаторах. Организация VLAN и адресного пространства IPv4 Поскольку коммутатор Ethernet является устройством канального уровня, то в соответствии с логикой работы он будет рассылать широковещательные кадры через все порты. Хотя трафик с конкретными адресами (соединения "точка — точка") изолирован парой портов, широковещательные кадры передаются во всю сеть (на каждый порт). Широковещательные кадры — это кадры, передаваемые на все узлы сети. Они необходимы для работы многих сетевых протоколов, таких как ARP, BOOTP или DHCP. С их помощью рабочая станция оповещает другие компьютеры о своем появлении в сети. Так же Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 40

рассылка широковещательных кадров может возникать из-за некорректно работающего сетевого адаптера. Широковещательные кадры могут привести к нерациональному использованию полосы пропускания, особенно в крупных сетях. Для того чтобы этого не происходило, важно ограничить область распространения широковещательного трафика (эта область называется широковещательным доменом) — организовать небольшие широковещательные домены, или виртуальные локальные сети (Virtual LAN, VLAN). Виртуальной локальной сетью называется логическая группа узлов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети. Это означает, что передача кадров между разными виртуальными сетями на основании MAC-адреса невозможна независимо от типа адреса — уникального, группового или широковещательного. В то же время внутри виртуальной сети кадры передаются по технологии коммутации, то есть только на тот порт, который связан с адресом назначения кадра. Таким образом, с помощью виртуальных сетей решается проблема распространения широковещательных кадров и вызываемых ими следствий, которые могут развиться в широковещательные штормы и существенно снизить производительность сети. VLAN обладают следующими преимуществами: 1. гибкость внедрения. VLAN являются эффективным способом группировки сетевых пользователей в виртуальные рабочие группы, несмотря на их физическое размещение в сети; 2. VLAN обеспечивают возможность контроля широковещательных сообщений, что увеличивает полосу пропускания, доступную для пользователя; 3. VLAN позволяют повысить безопасность сети, определив с помощью фильтров, настроенных на коммутаторе или маршрутизаторе, политику взаимодействия пользователей из разных виртуальных сетей. [14,16] Предлагаемый список VLAN представлен в таблице 3.3. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 41

Таблица 3.3– Список VLAN Номер Описание IP network 16 VLAN передачи данных 172.16.0.0/21 17 VLAN передачи голосового 172.17.0.0/21 трафика VLAN управления сетью 20 172.20.0.0 /25 Для проектируемой сети разработан план IP адресации. IP адреса в проектируемой сети будут распределяться автоматически благодаря наличию встроенного DHCP сервера в коммутаторе ядра QSW-8370-28T. Конфигурации IP адресации для VLAN 16, 17 и 20 представлены в таблицах 3.4, 3.5 и 3.6. Таблица 3.4 – Конфигурация IP адресации для VLAN 16 Адрес сети Маска подсети Диапазон адресов для хостов Количество IP адресов Широковещательный адрес 172.16.0.0/21 255.255.248.0 172.16.0.0– 172.16.7.254 2046 172.16.7.255 Таблица 3.5 – Конфигурация IP адресации для VLAN 17 Адрес сети Маска подсети Диапазон адресов для хостов Количество IP адресов Широковещательный адрес 172.17.0.0/21 255.255.248.0 172.17.0.0– 172.17.7.254 2046 172.16.7.255 Таблица 3.6 – Конфигурация IP адресации для VLAN 20 Адрес сети Маска подсети Диапазон адресов для хостов Количество IP адресов Широковещательный адрес 172.20.0.0/25 255.255.255.128 172.20.0.0– 172.20.0.127 126 172.20.0.128 VLAN 16 используется для передачи данных, VLAN 17 используется для передачи речи. VLAN 20 является управляющим и используется для контроля Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 42

параметров сети и удаленной настройки коммутаторов. Адреса VLAN 20 присваиваются интерфейсам коммутаторов для удаленной настройки. Схема организации проектируемой сети связи абонентского доступа Проектируемая схема организации связи микрорайона Зеленый города Люберцы Московской области представлена на рисунке 3.7. Основой функционирования сети является две дублирующих друг друга группы коммутаторов агрегации QSW-8370-28T уровня ядра, они выполняют функции маршрутизации внутри сети и соединение сервисной и абонентской части сети. Каждый коммутатор доступа QSW-2910-26T-AC подключается двумя аплинками с двумя кольцами коммутаторов агрегации в целях балансировки нагрузки и резервирования. Кольца агрегации трафика состоят из трех коммутаторов уровня ядра и в свою очередь соединены аплинками с вышестоящими провайдерами. Скорость подключения между коммутаторами ядра составляет 10 Гбит/c. Подключения выполнены с помощью многомодового оптического волокна (патчкордов). Таким образом, обеспечивается максимальное резервирование каналов и обеспечивается надежность связи. Выход на сеть связи общего пользования осуществляется через голосовой шлюз вышестоящего провайдера. Трафик Интернет и Цифрового ТВ также поступает через арендованный каналы от вышестоящего провайдера на коммутаторы ядра QSW-8370-28T. Коммутаторы ядра, оптические кроссы, оборудование резервного питания, сервер биллинга и управления сетью, а также рабочее место администратора расположены в серверном помещении станции, находящейся в административном здании микрорайона Зеленый города Люберцы. Оборудование располагается в специализированных 19” шкафах/стойках в соответствии с техническими требованиями к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 43

Коммутаторы доступа QSW-2910-26T-AC, установлены в специальных распределительных шкафах и соединены двумя оптическими аплинками по 1 Гбит/c с двумя коммутаторами (разных групп) агрегации в серверном помещении. Подключения к коммутаторам ядра выполнены с помощью многомодового оптического волокна. Абонентская разводка выполнена с помощью кабеля UTP5e, максимальная скорость подключения абонента до 100 Мбит/c. В помещении абонента устанавливается розетка с коннектором RJ-45 к которой подключается оборудование абонента. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 44

Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 45 Рисунок 3.7– Проектируемая схема организации сети связи широкополосного абонентского доступа

3.6 Охрана труда, техника безопасности и экологическая безопасность проекта Техническое помещение сети широкополосного абонентского доступа является помещением с повышенной опасностью поражения электрическим током, в силу опасности одновременного прикосновения к металлическим корпусам оборудования с одной стороны и к заземлённым металлическим конструкциям с другой. Для предотвращения этого необходимо соблюдать нормы на проектирование эксплуатационных проходов – 1800 мм и размещение оборудования вдали от батарей центрального отопления. Места разъёмов должны располагаться в безопасном для человека месте, все провода должны быть изолированы. Ремонт и техническое обслуживание мультисервисного оборудования необходимо производить в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электрических установок до 1 000 В. К обслуживанию должны допускаться лица, имеющие квалификацию четвёртой группы по правилам техники безопасности. Пожар, возникающий на участке сети широкополосного абонентского доступа, может привести к выходу из строя оборудования, и угрожает жизни и здоровью людей. К основным причинами пожаров относятся: неисправности электрооборудования (короткое замыкание, пробои в цепях электрического тока, перегрузка и так далее); самовозгорание горючих веществ; неправильное хранение пожароопасных материалов (спирт, бензин); курение в не предназначенных для этого местах. На участке ЭМС заранее разработаны мероприятия, обеспечивающие быстрейшую ликвидацию возникшего пожара. К этим мероприятиям относятся: 1. установка устройств пожарной сигнализации, 2. организация средств пожаротушения, с набором средств пожаротушения. Во всех технических помещениях АТС предусмотрена Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 46

установка углекислотных огнетушителей ОУ-8, в которых в качестве огнегасящего вещества используется углекислый газ, не являющейся электропроводным; кроме того он не портит предметы, подвергающиеся тушению; организация двух выходов из технического помещения - главного и 3. запасного, и наружных пожарных лестниц. При возникновении аварийной ситуации на рабочем месте, работающий с персональным компьютером обязан работу прекратить, отключить электроэнергию, сообщить руководителю и принять меры к ликвидации создавшейся ситуации. При наличии травмированных: - устранить воздействие повреждающих факторов, угрожающих o здоровью и жизни пострадавших (освободить от действия электрического тока, погасить горящую одежду и т.д.); o - оказать первую помощь; o - вызвать скорую медицинскую помощь или врача, либо принять меры дня транспортировки пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение; - сохранить, по возможности, обстановку на месте происшествия; o Разработанные в разделе мероприятия и рекомендации в полной мере решают вопросы охраны труда. Мероприятия по эргономическому обеспечению (удобное рабочее место оператора, оптимальное размещение оборудования, правильное освещение) способствует созданию наилучших условий работы оператора. Мероприятия по технике безопасности (заземление и зануление оборудования, применение защитных средств) соответствуют требованиям системы стандартов безопасности труда. Мероприятия по пожарной профилактике оснащение помещений (надёжная изоляция огнетушителями и токонесущих сигнализацией) проводов, позволяют предотвратить возникновение пожара, вовремя его обнаружить и принять меры по его устранению. [20] Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 47

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТРАФИКА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ 4.1 Оценка необходимой полосы пропускания для услуг Построение сети широкополосного абонентского доступа позволяет предоставить частным и физическим лицам такие услуги, как телефония, доступ в Интернет и цифровое телевидение. Согласно расчету, приведенному в главе 3, услуги IP телефонии предоставляются 480 абонентам, доступ к сети Интернет 1200 абонентам, Цифровое телевидение 840 абонентам. Расчет необходимой полосы канала связи для частных лиц выполняется, исходя из требований к пропускной способности сети связи:  доступ к сети Интернет - 40 Мбит/с  IP телефония - 30 Кбит/с  цифровое телевидение - 9 Мбит/с Для правильной оценки характеристик и расчета требуемой пропускной способности для предоставления комплексной услуги Triple Play используем параметры, основанные на статистических данных, адаптированные к российскому рынку услуг связи. Значения этих параметров приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 - Значения параметров Параметр 1. Количество сетевых узлов для подключения абонентов Triply Play (узлы доступа) Узлов агрегации 2. Число абонентов сети: Обозначение FN Значение 59 (24 порта) FNA NS 6 (24 порта) 1200 3. Отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине во входящем потоке 4. Отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине в исходящем потоке OHD 10% OHU 15% Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 48

Окончание таблицы 4.1 Параметр 5. Процент абонентов Triply Play: - находящихся в сети в ЧНН; - одновременно принимающих или передающих данные; - одновременно пользующихся услугами IPTV 6. Услуга передачи данных: 6.1 Пропускная способность сети для передачи данных к абоненту: -средняя пропускная способность; -пиковая пропускная способность; 6.2 Пропускная способность сети для передачи данных от абонента: - средняя пропускная способность; - пиковая пропускная способность; 7. Услуга TV IP: - проникновение услуги; - количество сессий на абонента; - использование режима Unicast; - использование режима Мультикаст; - использование потоков Мультикаст; - количество доступных каналов; - скорость видеопотока; - запас на вариацию битовой скорости; Обозначение Значение DAAF 70% DPAF IPVS AF 50% 70% ADBS PDBS 20 Мбит/с 40 Мбит/с AUBS PUBS 10 Мбит/с 20 Мбит/с IPVS User IPVS SH IPVS UU IPVS MUM IPVS MU IPVS MA VSB SVBR 70% 1,3 20% 70% 70% 134 10 Мбит/с 0,2 Проектируемая сеть должна быть надежной и на ней не должно быть перегрузок. Поэтому все необходимые расчеты трафика будем производить для часа наибольшей нагрузки для одного сетевого узла доступа. После того как было определено количество абонентов, пользующихся определенными услугами можно переходить непосредственно к расчету нагрузок проектируемой сети широкополосного абонентского доступа микрорайона «Зеленый» города Люберцы Московской области. Весь трафик, создаваемый группами абонентов (до 24 человек) будет обрабатываться на пятидесяти шести коммутаторах доступа, затем трафик будет агрегирован на шести сетевых узлах агрегации, что, в свою очередь, и составит нагрузку на транспортною сеть микрорайона «Зеленый» города Люберцы. Среднее число абонентов, приходящееся на один узел составляет 20 активных портов (4.1.1). TS  N / FN  1200/ 59  20 (4.1.1) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 49

4.2 Трафик IP-телефонии Исходными данными для расчета являются: - количество источников нагрузки – абоненты, использующие терминалы SIP и подключаемые в пакетную сеть на уровне мультисервисного абонентского коммутатора , NVoIP=8, человек; - тип кодека в планируемом к внедрению оборудовании, G.729А; - длина заголовка IP пакета, 58 байт. Полезная нагрузка голосового пакета G.729 CODEC составит согласно формуле (4.2.1) У полезн  tзвуч.голоса кодирования 8 бит , байт, (4.2.1) байт где tзвыч.голоса - время звучания голоса (мс), υкодирования - скорость кодирования речевого сигнала (кбит/с). Эти параметры являются характеристиками используемого кодека. В данном случае для кодека G.729А скорость кодирования – 8кбит/с, а время звучания голоса – 20 мс. У полезн  20  8  20байт. 8 Каждый пакет имеет заголовок длиной в 58 байт. Общий размер голосового пакета составит (4.2.2): Vпакета  LEth  LIP  LUDP  LRPT  Yполезн, байт, где LEth, IP, UDP, RTP (4.2.2) – длина заголовка Ethernet, IP, UDP, RTP протоколов соответственно (байт), Yполез – полезная нагрузка голосового пакета (байт). Vпакета  14  20  8  16  20  78, байт. Использование кодека G.729А позволяет передавать через шлюз по 50 пакетов в секунду, исходя из этого, полоса пропускания для одного вызова определится по формуле (4.2.3): Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 50

ППр1  Vпакета  8 бит  50 pps , Кбит / с, байт (4.2.3) где Vпакета – размер голосового пакета, (байт). ППр1  78  8  50  30Кбит / с. С помощью средств подавления пауз обычный голосовой вызов можно сжать примерно на 50 процентов (по самым консервативным оценкам – 30%). Исходя из этого, необходимая полоса пропускания WAN для нашей точки присутствия составит (4.2.4): ППрWAN  ППр1  N SIP  VAD, Кбит/с, (4.2.4) где ППр1 – полоса пропускания для одного вызова (кбит/с), NSIP – количество голосовых портов в точке присутствия (шт), VAD (Voice Activity Detection) – коэффициент механизма идентификации пауз (0,7) ППрWAN  30  8  0,7  168 Кбит / с. 4.3 Трафик цифрового телевидения Далее определяется трафик, создаваемый на сети услугой цифрового IPтелевидения и видео по запросу. Для определения среднего количества абонентов, приходящихся на один сетевой узел, используется формула (4.3.1): AVS = NS/FN, аб, (4.3.1) где NS – общее число абонентов (аб), FN – количество сетевых узлов абонентской коммутации (шт). AVS = 840/59= 15 аб. Количество абонентов на одном оптическом сетевом узле, пользующихся услугами интерактивного телевидения одновременно, определяется коэффициентом IPVS Market Penetration (4.3.2): IPVS Users = AVS * IPVS MP * IPVS AF * IPVS SH, аб, (4.3.2) где IPVS MP – коэффициент проникновения услуги IP TVHD, Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 51

IPVS AF – процент абонентов, пользующихся услугами IP TVHD одновременно в ЧНН, IPVS SH – коэффициент, показывающий, сколько различных программ одновременно принимается в одном доме. IPVS Users = 15 * 1 * 0,7 * 1,3 = 14 аб. В некоторых домовладениях может одновременно приниматься несколько видеопотоков, например два, и в этом случае в расчетах считается, что видеопотоки принимают два абонента. Для абонентов трансляция видеопотоков происходит в разных режимах. Часть абонентов принимает видео в режиме мультикаст, а часть – в режиме unicast. При этом абоненту, заказавшему услугу видео по запросу, будет соответствовать один видеопоток, следовательно, количество индивидуальных потоков равно количеству абонентов принимающих эти потоки (4.3.3): IPVS US = IPVS Users * IPVS UU * UUS, потоков, (4.3.3) где IPVS UU – коэффициент проникновения услуги индивидуального видео, UUS=1 – количество абонентов, приходящихся на один видеопоток. IPVS US = 14 * 0,3 * 1 = 5, потоков. Один групповой поток принимается одновременно несколькими абонентами, следовательно, количество индивидуальных потоков (4.3.4): IPVS MS = IPVS Users * IPVS MU, потоков, (4.3.4) где IPVS MU – количество абонентов, принимающих групповые видеопотоки. IPVS MS = 14 * 0,7 = 9 потоков. Необходимо рассчитать максимальное количество видеопотоков среди доступных, которое будет использоваться абонентами, пользующимися услугами группового вещания (4.3.5) IPVS MSM = IPVS MA * IPVS MUM, видеопотоков, (4.3.5) где IPVS MA – количество доступных групповых видеопотоков, Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 52

IPVS MUM – процент максимального использования видеопотоков. IPVS MSM = 134 * 0,7 = 94, видеопотока мультикаст . Транслирование видеопотоков в IP сети может происходить с переменной битовой скоростью. Средняя скорость одного видеопотока, принимаемого от оператора, составляет 10 Мбит/с. С учетом добавления заголовков IP пакетов и запаса на вариацию битовой скорости скорость передачи одного видеопотока составит (4.3.6): IPVSB = VSB * (1 + SVBR) * (1 + OHD), Мбит/с (4.3.6) где VSB – скорость трансляции потока, Мбит/с, SVBR – запас на вариацию битовой скорости. IPVSB = 10 * (1 + 0,2) * (1 + 0,1) = 13,2 Мбит/с. Для передачи одного видеопотока в IP сети в режиме индивидуального вещания необходима пропускная способность (4.3.7): IPVS UNB = IPVS US * IPVSB, Мбит/с, (4.3.7) где IPVS MS – количество транслируемых потоков в режиме мультикаст, IPVS US – количество транслируемых потоков в режиме unicast, IPVSB – скорость передачи одного видеопотока. IPVS UNB = 5 * 13,2 = 66 Мбит/с. Групповые потоки транслируются от головной станции к множеству пользователей, и общая скорость для передачи максимального числа групповых видеопотоков в ЧНН составит (4.3.8): IPVS MNBM = IPVS MSM * IPVSB, Мбит/с, (4.3.8) где IPVS MSM – число используемых видеопотоков среди доступных, IPVSB – скорость передачи одного видеопотока. IPVS MNBМ = 9 * 13,2 = 118,8 Мбит/с. Общая пропускная способность для IP сети с предоставлением услуг интерактивного телевидения на одном сетевом оптическом узле сложится из пропускной способности для передачи видео в групповом и индивидуальном режимах (4.3.9): Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 53

AB = IPVS MNBM + IPVS UNB, Мбит/с, (4.3.9) где IPVS MNBM – пропускная способность для передачи группового видеопотока, IPVS – UNB пропускная способность для передачи индивидуального видеопотока. AB = 66 + 118,8 = 184.8 Мбит/с. Итак, для предоставления услуги IP TVHD на одном сетевом узле необходима полоса пропускания 184.8 Мбит/с. 4.4 Трафик передачи данных Среди всех пользователей сети в час наибольшей нагрузки (ЧНН) в сети будет находиться, и передавать данные только часть абонентов (активные абоненты). Даже в час наибольшей нагрузки количество активных абонентов может изменяться, поэтому для их подсчета используется пятиминутный временной интервал внутри ЧНН, и максимальное число активных абонентов за этот период времени определяется параметром Data Average Activity Factor (DAAF), в соответствии с этим количество активных абонентов составит (4.4.1): AS = TS * DAAF, аб, (4.4.1) где TS – число абонентов на одном сетевом узле (аб), DAAF – процент абонентов, находящихся в сети в ЧНН. AS = 20 * 0,7 = 14 аб. В час наибольшей нагрузки в сети находится 14 человек с одного сетевого узла, охватывающего 20 абонентов. Средняя пропускная способность для приема данных составит (4.4.2): BDDA = (AS * ADBS) * (1 + OHD), Мбит/с, (4.4.2) где AS - количество активных абонентов (аб), ADBS – средняя скорость приема данных (Мбит/с), Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 54

OHD – отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине во входящем потоке. BDDA = (14 * 20) * (1 + 0,1) = 308 Мбит/с. Средняя пропускная способность для передачи данных (4.4.3): BUDA = (AS * AUBS) * (1 + OHU), Мбит/с, (4.4.3) где AS - количество активных абонентов (аб), AUBS – средняя скорость передачи данных (Мбит/с), OHU – отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине во исходящем потоке. BUDA = (14 * 10) * (1 + 0,15) = 161 Мбит/с. Количество абонентов, передающих или принимающих данные в течении некоторого короткого промежутка времени, определяют пиковую пропускную способность сети. Количество таких абонентов в час наибольшей нагрузки определяется коэффициентом Data Peak Activity Factor по формуле (4.4.4): PS = AS * DPAF, аб, (4.4.4) где DPAF – процент абонентов, одновременно принимающих или передающих данные в течении короткого интервала времени. PS = 14 * 0,5 = 7 аб. Пиковая пропускная способность измеряется за короткий промежуток времени (1 секунда), она необходима для приема и передачи данных в момент, когда одновременно несколько пользователей передают или принимают данные по сети. Пиковая пропускная способность, требуемая для приема данных в час наибольшей нагрузки (4.4.5): BDDP = (PS * PDBS) * (1 + OHD), Мбит/с, (4.4.5) где PDBS – пиковая скорость приема данных, Мбит/с. BDDP = (7 * 40) * (1 + 0,1) = 308 Мбит/с. Пиковая пропускная способность для передачи данных в ЧНН (4.4.6): BUDP = (PS * PUBS) * (1 + OHU), Мбит/с, (4.4.6) где PUBS – пиковая скорость передачи данных, Мбит/с. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 55

BUDP = (7 * 20) * (1 + 0,15) = 161 Мбит/с. Из расчета видно, что пиковая пропускная способность для передачи данных выше средней пропускной способности. Для проектирования сети необходимо использовать максимальное значение полосы пропускания среди пиковых и средних значений для исключения перегрузки сети: BDD = Max [BDDA; BDDP], Мбит/с, BDU = Max [BUDA; BUDP], Мбит/с, где BDD – пропускная способность для приема данных (Мбит/с), BDU – пропускная способность для передачи данных (Мбит/с). BDD = Max [161; 308] = 308 Мбит/с, BDU = Max [308;161] = 308 Мбит/с. Общая пропускная способность для приема и передачи данных, необходимая для нормального функционирования оптического сетевого узла, составит (4.4.7): BD = BDD + BDU, Мбит/с, (4.4.7) где BDD – максимальная пропускная способность для приема данных (Мбит/с), BDU – максимальная пропускная способность для передачи данных (Мбит/с). BD = BDD + BDU  308  308  616, Мбит/с, Итак, для передачи данных на одном сетевом узле необходима полоса пропускания 616 Мбит/с. 4.5 Оценка требуемой полосы пропускания Полоса пропускания для передачи и приема трафика телефонии, видео, данных и доступа к сети Internet на одном оптическом узле составит (4.5.1): ППр Triply play = ППрWAN + АВ + BD, Мбит/с, (4.5.1) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 56

где ППрWAN – пропускная способность для трафика IP телефонии (Мбит/с); АВ – пропускная способность для видеопотоков (Мбит/с); BD – пропускная способность для трафика данных (Мбит/с); ППр Triple play = 0,2 + 184.8  616 = 801 Мбит/с. Из расчета можно сделать вывод, что требуемую полосу пропускания для коммутатора доступа на направление агрегации может обеспечить канал, работающий на основе протокола 1000 Base SX, а на направление доступа к абонентам технология 100 Base TX. В данной выпускной квалификационной работе используются 2 канала по направлению к двум группам коммутаторов агрегации, это сделано в целях резервирования и обеспечения масштабируемости сети. . Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 57

5 ТЕXНИКО-ЭКОНОМИЧЕCКОЕ ОБОCНОВАНИЕ ПPИНЯТЫX PЕШЕНИЙ К капитальным вложениям относятся все затраты, вносимые для первоначального этапа строительства сети и имеющие единовременный характер. Расчет капитальных затрат состоит из двух основных частей: 1. Смета затрат на приобретение оборудования (таблица 5.1). 2. Смета затрат на строительство линейно-кабельных сооружений (таблица 5.2). В смету затрат на приобретения оборудования входят:  Программное обеспечение.  Оборудование для обслуживания компонентов сети (электропитание, кондиционирование и т.п.).  Монтажный материал и документация. Таблица 5.1 - Смета затрат на приобретение оборудования № 1 2 3 Наименование Коммутатор ядра QTECH QSW-8370-28T Коммутатор доступа QTECH QSW-2910-26T-AC Модуль оптический QSC-SFP+0.6GE-850-MM-DDM Модуль оптический QSC-SFP+0.2G10E-1310-MM4 DDM 5 Модуль оптический QSC-SFP+10GE-1310-SM-DDM 6 Рабочие место администратора HP Z1 G2 Сервер управления и контроля сети HP Z840 E57 2620v3 с программным пакетом Сервер биллинга на базе рабочей станции HP Z640 8 E5-2630v3 с программным пакетом Шкаф антивандальный для коммутационного 9 оборудования с системами телеметрии 8U 10 Блок бесперибойного питания APC-2000-U ИТОГО (K) Кол-во Стоимость Сумма 6 270000 1620000 59 26000 1534000 118 4500 531000 12 6900 82800 6 1 9800 145000 58800 145000 1 301500 301500 1 297000 297000 59 7800 460200 59 4900 289100 5 319 400 Смета затрат составлена согласно следующим источникам [21,23,24,25]. Капитальные затраты на оборудование рассчитываются по формуле (5.1): Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 58

K обор  K * ( K пр  K тр  K смр  K т / у  K зср  K пнр ) , руб, (5.1) При приобретении оборудования обычно предусматриваются следующие расходы: Кпр – Затраты на приобретение оборудования; Ктр – транспортные расходы в т.ч. таможенные расходы (4% от Кпр); Ксмр – строительно-монтажные расходы (20% от Кпр); Кт/у – расходы на тару и упаковку (0,5% от Кпр); Кзср – заготовительно-складские расходы (1,2% от Кпр); Кпнр – прочие непредвиденные расходы (3% от Кпр). K обор  5 319 400 * (0,04  1  0,005  0,012  0,03)  5782187,8 рублей. Таблица 5.2 - Смета затрат на прокладку линейно-кабельных сооружений № Наименование Кол-во Цена, Стоимость, руб. руб. 1 2 3 4 Кабель оптический ДПО-П-4М (1х4) 1.5 kH, км Кабель оптический ДПО-П-32М (4х8) 1.5 kH, км Муфта оптическая МОГ-6012 Витая пара FTP, 24AWG, Cat.5e, Solid, 25 пары, м 4 2 16 1180 26000 37000 3600 109 104000 74000 57600 128620 5 Витая пара UTP, 24AWG Cat.5e, Solid, 2 пары, м 18000 15 270000 ИТОГО (Kv): 634 220 Капитальные затраты на прокладку кабеля рассчитываются по формуле: K лкс  Kv * ( K пр  K тр  K т / у  K зср  K пнр )  K прок , руб, (5.2) K лкс  (0,04  1  0,005  0,012  0,03) *360000  6*150000  1291320 руб. Общие затраты на прокладку кабеля составят : К прок  L * Y где L – длина трассы прокладки кабеля; Y – стоимость 1 км. прокладки кабеля. К прок (оптический )  L * Y  6*170000  1020000 рублей К прок ( медный)  L * Y  19,18* 21000  402780 рублей К прок  К прок ( медный )  К прок (оптический )  1422780 рублей Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 59

Стоимость прокладки кабеля вычислена исходя из данных представленных в [26]. K лкс  (0,04  1  0,005  0,012  0,03) 634220  1422780  2112177,14 руб. Общие затраты на реализацию проекта рассчитываются по формуле: K общ  K обор  K лкс , руб. (5.3) Kобщ  9085089 рублей. Таким образом, общие капитальные затраты на реализацию проекта МСС составляют 9 млн. 85 тысяч 89 рублей. 5.1 Расчет эксплуатационных расходов Для расчета годового фонда заработной платы необходимо определить численность штата производственного персонала. Фонд рабочего времени месяца, составляет 176 часов. Расходы на оплату труда в таблице 5.3. Таблица 5.3 – Состав персонала по обслуживанию мультисервисной сети GZbf_gh\Zgb_^he‘ghklb IeZlZ aZqZk jm[ Dhe -\h q_e KmffZ aiejm[ KhklZ\i_jkhgZeZihh[kem‘b\Zgbxh[hjm^h\Zgby <_^msbcbg‘_g_j 187,5 1 33 000 We_dljhf_oZgbd 93,75 3 3x16 500 4 82500 BLH=H (AIkl Состав персонала по обслуживанию линейного тракта Bg‘_g_jebg_cguokhhjm‘_gbc 187,5 1 33 000 DZ[_evsbd -fhglZ‘gbd 93,75 3 3x16 500 We_dljhfhglzjdZgZebaZpbhgguo khhjm‘_gbcq_l\_jlh]hjZajy^Z 93,75 2 2x16 500 6 115500 BLH=HAIeg Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 60

Годовой фонд оплаты труда определяется как (5.4): ФОТ годin = ЗП * m * Kd * Kpr (5.4) где m=12 – количество месяцев в году; Kd=1,04 – коэффициент, учитывающий доплату за работу c вредными условиями труда; Kpr=1,25 - размер премии (25 %). 1. для станционного персонала: ФОТ годст = 82500 * 12 * 1,04 * 1,25 = 1287000 руб. 2. ^eyebg_cgh]hi_jkhgZeZ ФОТ год лн = 115500 * 12 *1,04 *1,25 = 1801800 руб. Общий годовой фонд оплаты труда составит (5.5): ФОТ год = ФОТ год ст + ФОТ год лн (5.5) ФОТ год = 1801800 + 1287000 = 3088800 руб. =h^h\hcnhg^hi eZluljm^ZkhklZ\blfbeebhgZ l ukyq 800 jm[e_c Страховые взносы составляют 30 % от фонда оплаты труда (2016 год): CB = 0,30 * ФОТ год (5.6) где XCB=0,30, коэффициент страховых выплат; CВ = 926640 руб . Сумма страховых взносов составляет 926 тысяч 640 рубля. Амортизационные отчисления на полное восстановление производственных фондов рассчитываются по формуле: AO год = K об * Ha (5.7) На – норма амортизационных отчислений для данного типа оборудования и линейно-кабельных сооружений составляет 5%. AO год = 297681 руб. Затраты на амортизационные отчисления 297 тысяч 681 рублей. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 61

Величина материальных затрат включает в себя оплату электроэнергии для производственных нужд, затраты на материалы и запасные части и др. 1. затраты на оплату электроэнергии определяются в зависимости от мощности станционного оборудования (5.8): ЗЭН = Т * Zt * (P * n) (5.8) где Т = 4,7 pуб./кВт . чаc – тариф на электроэнергию. P =0,25 d<l – fhsghklv h^ghc mklZgh\db \ kj_^g_f n dhebq_kl\h mklZgh\hd 68). Zt qZkh\jZ[hlu\]h^m Lh]^ZaZljZlugZwe_dljhwg_j]bxkhklZ\yl ЗЭН =419954 руб. 2. затраты на материалы и запасные части составляют 3,5% от ОПФ: Затраты на материалы и запасные части рассчитываем по формуле (5.9) Зм = ОПФ * L ]^_ HIN (5.9) - wlh hkgh\gu_ ijhba\h^kl\_ggu_ nhg^u dZiblZevgu_ \eh‘_gby Kh[s ). L – dhwnnbpb_glaZljZlgZfZl_jbZeu <blh]_fZl_jbZevgu_aZljZlu 5. khklZ\eyxl Зм =317978 руб. LZdbf h[jZahf h[sb_ fZl_jbZevgu_ aZljZlu SZ\gu kmff_ aZljZl gZ we_dljhwg_j]bxbfZl_jbZevguoaZljZl 5.10): ЗОБЩ = ЗЭН + ЗМ (5.10) Зобщ =737933 руб. Материальные затраты составили 737 тысяч 933 рубля. Прочие расходы предусматривают общие производственные (Зпp.) и экcплуатационно-xозяйcтвенные затраты (Зэк.): З пp = 0,15 * ФОТ год (5.11) Зэк = 0,25 * ФОТ год (5.12) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 62

Подставив значения получаем: Зпp = 463320 руб. Зэк = 772200 руб. Таким образом, сумма других расходов определяется как (5.13): (5.13) З прочие = З эк + З пp З прочие = 1235520 руб. Затраты на прочие расходы составят 1 миллион 235 тысяч 520 рублей. Результаты расчёта годовых эксплуатационных расходов сведём в таблицу 5.4. Таблица 5.4 – Результаты расчёта годовых эксплуатационных расходов GZbf_gh\Zgb_aZljZl KmffZaZljZljm[ Nhg^hieZluljm^Z]h^h\hc KljZoh\u_ \aghku]h^h\u_ :fhjlbaZpbhggu_hlqbke_gby FZl_jbZevgu_aZljZlu 5. Ijhqb_jZkoh^u ИТОГО (Э) KljmdlmjZ 3088800 926640 297681 737933 1235520 6286574 49 15 5 12 20 100 5.2 Расчёт предполагаемой прибыли Используя данные из о видах услуг, предоставляемых пользователям разрабатываемой мультисервсисной сети и стоимости этих услуг, проведём расчёт предполагаемой прибыли (таблица 5.5 и 5.6). Стоимость услуг представлена на основании анализа цен других операторов региона, а также цен провайдера-заказчика в соседних регионах. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 63

Таблица 5.5 – Прейскурант на виды предоставляемых услуг Название услуги Подключение (IP-TV) Подключение (Интернет) Подключение (VoIP) IP-TV, абонентская плата IP-TV, пакет дополнительных каналов IP-TV, видео по запросу VoIP, абонентская плата Реальный IP, абонентская плата Родительский контроль, абонентская плата Доступ в Интернет, абонентская плата Стоимость предоставления 200 200 100 500 100 150 200 100 150 500 Таблица 5.6 – Планируемая прибыль по видам услуг Название услуги Абоненты Цена Стоимость IP-TV, абонентская плата 840 400 336000 IP-TV, пакет дополнительных каналов 504 100 50400 IP-TV, видео по запросу 336 150 50400 VoIP, абонентская плата 480 200 96000 Интернет, SMS-уведомления 600 20 12000 Реальный IP (в месяц) 360 100 36000 Интернет, родительский контроль 480 150 72000 Интернет, абонентская плата 1200 500 600000 ИТОГО (Прmonth) 1252800 Сумма общей ежемесячной прибыли составляет 1 миллион 252 тысячи 800 рублей. Сумма ежегодной прибыли рассчитывается по формуле (5.14): Пр year  12 * Прmonth (5.14) Прyear  15033600 руб. Ежегодная прибыль оценивается в 15 миллионов 33 тысячи 600 рублей при полной нагрузке сети. Сумма за подключение всех абонентов составляет 276 тысяч рублей. Примем во внимание тот факт, что в первые 5 лет подключатся ~70 % абонентов, а ~30 % в последующие 5 года. Проектный период составляет 10 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 64

лет. Подробная информации прибыли на каждый год проектного периода содержится в таблице 5.7. Таблица 5.7 – Предварительные экономические показатели проекта по доходам Год 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Количество абонентов от проектного значения 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,9 0,95 1 От подключения От абонентской платы 138000 13800 13800 13800 13800 13800 13800 27600 13800 13800 6796800 7476480 8156160 8835840 9515520 10195200 10874880 12234240 12913920 13593600 Суммарный за год 6934800 7490280 8169960 8849640 9529320 10209000 10888680 12261840 12927720 13607400 5.3 Определение оценочных показателей проекта Для оценки срока окупаемости можно воспользоваться принципом расчета чистого денежного дохода (NPV), который показывает величину дохода на конец i-го периода времени. Данный метод основан на сопоставлении величины исходных инвестиций (IC) с общей суммой дисконтированных чистых денежных поступлений (PV) за весь расчетный период. Иными словами этот показатель представляет собой разность дисконтированных показателей доходов и инвестиций, рассчитывается по формуле (5.15): NPV  PV  IC (5.15) где PV – денежный доход, рассчитываемый по формуле (5.16); IC – отток денежных средств в начале n-го периода, рассчитываемый по формуле (5.17). T PV   Pn n 1(1  i) n (5.16) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 65

где Рn – доход, полученный в n-ом году, i – норма дисконта, Т – количество лет, для которых производится расчет. In m IC   n 1 (1  i) (5.17) n -1 где In – инвестиции в n-ом году, i – норма дисконта, m – количество лет, в которых производятся выплаты. В таблице 5.8 приведены расчеты NPV для проекта со следующими показателями: ставка дисконта 11 % (2016). Pi  Pподкл(i )  Pаб (i )  где Pподкл(i 1) , Pаб (i 1) T  Pподкл(i 1)  Pаб (i 1) i2 - доходы от подключения абонентов и доход от абонентской платы за год; Т – расчетный период. Таблица 5.8 – Оценка экономических показателей проекта с учетом дисконта Год 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P PV 0 7654800 8282280 9033960 9785640 10537320 11289000 12040680 13557840 14295720 15047400 0 7654800 15116314 22448478 29603654 36544913 43244385 49681824 56212072 62415363 68297765 I 15371662 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 6286574 IC 15371662 21658236 27321816 32424140 37020828 41161989 44892764 48253823 51281804 54009715 56467292 NPV -15371662 -14003436 -12205502 -9975662 -7417174 -4617076 -1648379 1428001 4930268 8405648 11830473 Как видно из приведенных в таблице 5.8 рассчитанных значений, проект окупится на 9 году эксплуатации, т.к. мы имеем положительный NPV. Точный срок окупаемости можно рассчитать по формуле (5.18): PP  T  NPVn 1 /(| NPVn 1 |  NPVn ) (5.18) где Т – значение периода, когда денежный доход меняет знак с «-» на «+»; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 66

NPVn – положительный чистый денежный доход в n году; NPVn-1 – отрицательный чистый денежный доход по модулю в n-1 году. PP  7.53 года Исходя из этого, срок окупаемости, отсчитанный от начала операционной деятельности (конец нулевого года), составляет 7 лет и 7 месяцев. Индекс рентабельности представляет собой относительный показатель, характеризующий отношение приведенных доходов приведенным на ту же дату инвестиционным расходам и рассчитывается по формуле (5.19): T PI   Pn n 1 (1  i) m n / In n 1 (1  i) (5.19) n -1 PI  68297765/56467292  1, 21 Если PI > 1, то проект следует принимать; если PI < 1, то проект следует отвергнуть; если PI = 1, то проект ни прибыльный, ни убыточный. Экономический смысл показателя IRR заключается в том, что предприятие может принимать любые решения инвестиционного характера, уровень рентабельности которых не ниже цены капитала. IRR должен быть выше средневзвешенной цены инвестиционных ресурсов (5.20): IRR  i (5.21) где i – ставка дисконтирования Расчет показателя IRR осуществляется путем последовательных итераций. В этом случае выбираются такие значения нормы дисконта i1 и i2, чтобы в их интервале функция NPV меняла свое значение с «+» на «–», или наоборот. Далее по формуле делается расчет внутренней нормы доходности: IRR  i1  NPV1 (i  i ) NPV1  NPV2 2 1 (5.22) где i1 – значение табулированного коэффициента дисконтирования, при котором NPV>0; i2 – значение табулированного коэффициента дисконтирования, при котором NPV<0. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 67

Для описанного выше примера будем иметь: i1=11%, при котором NPV1=1428001 руб.; i2=15% при котором NPV2 = -484800 руб. Следовательно, расчет внутренней нормы доходности будет иметь вид: IRR  11  1428001 (15  11)  13,99% . 1428001  ( 484800) Таким образом, внутренняя норма доходности проекта составляет 13.99%, что больше цены капитала, которая рассматривается в качестве 11%, таким образом, проект следует принять. В случае если, IRR<i проект нецелесообразен для реализации. В данном разделе осуществлена оценка капитальных вложений в предлагаемый проект и калькуляция эксплуатационных расходов. Определен общий дохода от реализации проекта, рассчитаны основные оценочные показатели проекта, характеризующие финансовый уровень решения задач. Рассчитанные технико-экономические показатели на конец расчетного периода сведены в таблицу 5.9. Таблица 5.9 – Основные технико-экономические показатели проекта Показатели Количество абонентов, чел Капитальные затраты, руб Ежегодные эксплуатационные расходы, руб, в том числе: Расходы на оплату производственной электроэнергии Расходы на материалы, запасные части и текущий ремонт Фонд оплаты труда Страховые взносы Амортизационные отчисления Доходы (NPV), руб Внутренняя норма доходности (IRR), % Индекс рентабельности (PI) Срок окупаемости, год Численные значения 1200 9085089 6286574 419954 317978 3088800 926640 297681 15033600 13,99 1,21 7 лет и 7 месяцев Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 68

Анализ технико-экономических показателей проекта свидетельствует о достаточной степени эффективности принятых проектных решений и подтверждает их экономическую обоснованность. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 69

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения данной работы были разработаны рекомендации к реализации проектирование сети широкополосного абонентского доступа в городе Люберцы. Для того чтобы удовлетворить спрос на телекоммуникационные услуги, был проведен анализ подходов к построению сети связи, в результате которого были выработаны мероприятия для построения мультисервисной сети доступа. В результате анализа инфраструктуры района, было определено количество абонентов сети, которое составило – 1200 портов. Для реализации сети широкополосного доступа в данной выпускной квалификационной работе были выбрана технология FTTB, которая позволяет создать оптимальную, с экономической точки зрения инфраструктуру, которая способна обеспечить пользователей сети качественными услугами связи: IP-TV, высокоскоростной доступ в сеть Интернет, VoIP. В качестве основного поставщика оборудования выбрана Российская компания QTECH. Выбраны следующие модели коммутаторов:  Коммутатор ядра QTECH QSW-8370-28T;  Коммутатор доступа QTECH QSW-2910-26T-AC. В качестве серверного оборудования выбраны следящее оборудование:  Сервер биллинга на базе рабочей станции HP Z640 E5-2630v3 с программным пакетом биллинга от компании HP  Сервер управления и контроля сети HP Z840 E5-2620v3 с программным пакетом NMS (Network management system) HP.  Рабочие место администратора на базе рабочей станции HP Z1 G. В качестве поставщика кабеля была выбрана Российская компания Инкаб. В проекте, для построения структурированной кабельной системы, использован кабель следующих марок: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 70

 Оптический кабель ДПО-П-32М (4х8) 1.5 kH;  Оптический кабель ДПО-П-4М (1х4) 1.5 kH;  Медножильный кабель FTP, 24AWG, Cat.5e, Solid, 25 пары.  Витая пара UTP, 24AWG Cat.5e, Solid, 2 пары. При расчете экономических показателей, было рассчитаны капитальные вложения в проект, которые составляют 9085089 рублей. Установленные тарифы на услуги связи позволят получит тарифный доход 13593600 рублей в год. Срок окупаемости проекта составит 7 лет и 7 месяцев, данный показатель полностью отвечает к требованиям последних лет по окупаемости сети. В дальнейшем при увеличении числа пользователей сети возможно ее расширение за счет гибкости и масштабируемости используемой архитектуры. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 71

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Город Люберцы [Электронный 1. ресурс] // Википедия свободная энциклопедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Люберцы (Дата обращения 10.02.16) ТЕЛЕКОМЗА [Электронный ресурс] // Бесплатный поиск интернет- 2. провайдера.: URL: http://prov.telekomza.ru/providers/mosobl/ Дата обращения (16.02.16) ЗАО МГТС [Электронный ресурс] // Официальный сайт компании 3. МГТС Е.: URL: www.rostelecom.ru (Дата обращения17.02.16) «ИНТУИТ». 4. [Электронный ресурс] // Интернет-Университет Информационных Технологий E.: URL: www.tver.mesi.ru (Дата обращения 18.05.15) РД 5. 45.120-200 Руководящий документ отрасли. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. ЦНТИ, ИНФОРМСВЯЗЬ, М. 2000 г. Л. Бараш. Архитектура мультисервисных сетей. – Компьютерное 6. обозрения, № 14, 10 – 16 апреля 2012. А.Г. Барсков. Softswitch – мягкая посадка в сети нового поколения. – 7. Сети и системы связи, № 9(73), 2001. А.Г. Барсков. "Софтсвич" – это по-нашему. – Сети и системы связи, 8. №2, 2003. А.Б. 9. Гольдштейн. Устройства управления мультисервисными сетями: Softswitch. – Вестник связи, №4, 2002. 10. Гольдштейн Б.С., Орлов О.П., Ошев А.Т., Соколов Н.А. Реконструкция сетей доступа в эпоху NGN. // Вестник связи. – 2003, №6. 11. Рысин Л.Г. Новые возможности LAN-кабеля // Технологии и средства связи, 2002, №5.- с.40-41. 12. Орлов С. Последнее поколение неэкранированной медной проводки // Журнал сетевых решений, LAN, 2002, март.- с.57-69. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 72

13. Ригер В. Многомодовые оптические волокна и гигабитовые приложения // Сети и системы связи, 2002, №3.- с.24-28. 14. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи. ВСН 116-93 Минсвязи России. 15. Ларин Ю.Т., Нестеренко В.А. Полимерные оптические волокна // ИНФОРМОСТ Радиоэлектроника и телекоммуникации.- 22. 2002.- с.28-33. 16. Кирсанов И.А. Прокладка оптических кабелей в зданиях // Вестник связи, 2000, №10.- с.66-68. 17. Никульский И.Е., и другие. Оптическая сеть переноса системы абонентского доступа АТСЦ-90 // Вестник связи, 2000, №11.- с.58-61. 18. Молта Д. Экономические аспекты внедрения новых технологий мультисервисной связи // Сети и системы связи, 2011, №2. - с.53-61. 19. Руководящий технический материал «Принципы построения мультисервисных местных сетей электросвязи». – ФГУП ЦНИИС, 2005. версия 2.0. 20. Руководящий технический материал «Принципы обеспечения безопасности на объектах связи». – ФГУП ЦНИИС, 2010.- 145 с. 21. ресурс] Характеристики // оборудования Официальный сайт фирмы компании QTECH QTECH [Электронный Е.: URL: http://www.qtech.ru/catalog (Дата обращения 10.05.16) 22. Решения компании QTECH [Электронный ресурс] // Официальный сайт компании QTECH Е.: URL: http://www.qtech.ru/solutions (Дата обращения 10.05.16) 23. Стартелеком продажа телекоммуникационного оборудования. [Электронный ресурс] // Характеристики оборудования компании Innbox E.: http://www.startelecom.ru/main/products/equipment/Iskratel/ (Дата обращения 10.05.16) 24. СвязьСтройДеталь [Электронный ресурс] // Каталог E.: URL: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 73

http://ssd.ru/files/catalog_2016.pdf (Дата обращения 10.05.16) 25. Инкаб Оптические Кабели [Электронный ресурс] // Каталог продукции E.: URL: http://incab.ru/files/spec.pdf (Дата обращения 10.05.16) 26. Монтаж-линия [Электронный ресурс] // Каталог услуг Е.: URL: http://roitl.com/part/5/montazh.html (Дата обращения 09.04.16) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.099.ПЗВКР 74

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв