Проектирование сети широкополостного радиодоступа в г. Саки Республики Крым

Бажков А.И.

Проектирование сети широкополостного радиодоступа в г. Саки Республики Крым

Выпускная квалификационная работа студента 11.03.02. Системы радиосвязи и радиодоступа

Связь

Дипломы

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

ID: 5a402eb87966e104c6a3e5a6

UUID: 78ef7ea0-cb2a-0135-6fea-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: почти 7 лет назад

Просмотры: 65

Бажков А.И.

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

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 2,0 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 СЕТИ ШИРОКОПОЛОСТНОГО РАДИОДОСТУПА В Г. САКИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ Выпускная квалификационная работа студента очной формы обучения направления подготовки 11.03.02 Системы радиосвязи и радиодоступа 4 курса группы курса 07001209 Бажкова Артёма Ивановича Научный руководитель канд. техн. наук, доцент кафедры Информационнотелекоммуникационных систем и технологий НИУ «БелГУ» И.А. Сидоренко. Рецензент Старший инженер отдела развития сети филиала ПАО «МТС» Белгородской области Скрыпников Р.С. БЕЛГОРОД 2016

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ..……………………………………………………………….……...4 1.ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБЪЕКТА………….…………………………………….…6 2.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ….…………………………...10 3. ОБЗОР И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИИ LTE……..13 3.1 Развитие технологии LTE…………………………………………....13 3.2 Основные параметры технологии LTE…………………………......15 3.3 Использование технологии MIMO в сетях LTE……………..……..16 3.4 Технологии OFDM и SC-FDMA в сетях LTE……………………….20 3.5 Частотное планирование сети LTE…………………………….….…25 4. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТИ, РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АБОНЕНТОВ………………………...26 4.1 Расчёт радиопокрытия…………………………………………….…26 4.2 Расчет пропускной способности сети. Расчет количества потенциальных абонентов……………………………………………...30 4.3 Частотно-территориальное деление и ситуационное расположение eNB на территории город Саки Республике Крым…………………...36 5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ СЕТИ LTE……………………………………………………………....39 6 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ LTE………………….……………….....41 6.1 Оборудование проектируемой сети…………………………………..41 6.2 Выбор оборудования базовой станции LTE…………………….…...46 6.3 Выбор оптического кабеля………………………………………….....54 7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ ………………………..……………………………………………..59 Изм. Лист Разраб. Провер. № докум. Бажков А.И. Сидоренко И.А. Реценз. Н.Констр. Утверд. Скрыпников Р.С Сидоренко И.А Жиляков Е.Г Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР Проектирование сети широкополосного радиодоступа в г. Саки Республики Крым Лит. Лист Листов 2 85 НИУ «БелГУ», гр.07001209

7.1 Расчет капитальных вложений в проект………………………….……….59 7.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов……………………….........61 7.3 Расчет тарифных доходов…………………………….……….....................67 7.4 Оценка показателей экономической эффективности проекта в первый год эксплуатации …………………………..…………………………..…....................69 8 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ…………………………..75 8.1 Охрана труда при строительно-монтажных работах…………..…..........75 8.2 Требования безопасности при эксплуатации антенно-мачтовых сооружений……………………………………………………………………….77 8.3 Молниезащита…………………………………………………....................78 8.4 Пожаробезопасность……………………………………………………....79 8.5 Электробезопасность……………………………………………………....80 ЗАКЛЮЧЕНИЕ….…..……………………….………………………....................82 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ….…….………………………..83 Лист Изм. Лист № докум Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 3

ВВЕДЕНИЕ Ведущим направлением в современном мире является стремительное развитие телекоммуникационных систем. Это основа производственной и общественной инфраструктуры экономики. На сегодняшний день наиболее востребуемой считается услуга беспроводной передачи данных. С развитием и ростом производства электронного оборудования выросли требования абонентов к оказываемым провайдерами телекоммуникационным услугам и скорости передачи информации. Город Саки является курортным и оздоровительным городом, в котором проживают не только коренные жители, но и приезжающие туристы. В течении года поток временно прибывающего населения, по статистическим данным составляет 90 000 человек, большинство которых используют вследствие чего мобильные устройства для выхода в интернет, нагрузка на сеть увеличивается и абоненты не смогут по- лучать качественные услуги. Данную проблему можно решить, предоставив доступ в интернет с применением проводных линий связи, спутнико- вой связи или мобильной связи. Проводные линии связи позволят предо- ставить высокоскоростной доступ в интернет, однако данная технология является прерогативой местных жителей, и отдыхающих в санаториях, а для остальных туристов эта услуга не доступна. спутниковой связи требует скорость доступа для Доступ в интернет с помощью больших финансовых вложений, при этом стационарных абонентов по технолигии VSAT составляет до 4 Мбит/с, а для мобильных абонентов компания “Инмарсат" в настоящее время способна обеспечить скорость доступа до 500 бит/с, отсюда можно сказать что данная технология не обеспечивает пользователей услуг высокой скоростью доступа следовательно не может конкурировать с сетью 4-го поколения. Применение мобильной связи является выходом из этой ситуации. Технология сетей 4-го поколения считается наиболее перспективной в телекоммуникационной области. Одним из стандартов для решения этой Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 4

задачи является технология беспроводного доступа LTE. В связи с этим тема выпускной квалификационной работы « Проектирование сети широкополосного радиодоступа в г. Саки Республики Крым» является актуальной. Целью выпускной квалификационной работы является, предоставление абонентам города Саки Республики Крым современных мульти сервисных услуг связи на базе технологии беспроводного широкополосного доступа LTE. Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи: -Сделать экспликацию объекта. -Выбор варианта реализации сети широкополосного радиодоступа в городе Саки Республики Крым. -Разработать функциональную схему организации связи. -Рассчитать объем требуемого оборудования. -Выполнить технико-экономическое обоснование. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 5

1 ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБЪЕКТА Для разработки сети широкополосного радиодоступа в Республике Крым город Саки при применении технологии LTE, нужно вначале сделать анализ существующих сетей связи. Для этого, нужно определить какие операторы работают на рынке оказываемых услуг связи, а потом, желают ли абоненты воспользоваться предложением оператора. Город Саки считался в составе СССР по 1991 год. После распада СССР, Саки стал являться частью независимой Украины. 18 марта 2014 года город Саки был включен в состав Российской Федерации. Теперь он является курортным городом России. Саки является центром Сакского района, но сам в состав района не входят, а является одним из 11 городов республиканского подчинения. Саки расположен на Западном побережье Крыма в 4—5 км от Чёрного моря, слева Саки омывает солёное Сакское озеро. Саки располагаются в 45 км от Симферополя. Рельеф города Саки равнинный, перепады высоты не значительные. Карта со спутника город Саки представлена на рисунке 1. Рисунок 1 – Карта со спутника город Саки Население города Саки в 2015 году составило 25 195 человек. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 6

Численность населения города Саки представлена в таблице 1. Таблица 1 – Численность населения города Саки 1926 1979 2450 25 921 2001 29 416 Численность населения 2006 2011 2012 26 400 24 323 24 038 2013 23 655 2014 25 146 2015 25 195 Промышленность: завод» 1.«Химический «выпуск перманганата калия, бромистого метила, персоли и поваренной соли» 2.«Крымск» «завод по выпуску минеральной воды»; 3.«Гормолокозавод и хлебокомбинат»; Таблица 2- Общие сведения город Саки ГОРОД Саки Россия город республиканского значения Республика Крым/Автономная Республика Крым Городской округ Саки/Сакский горсовет 45°08′01 с. ш. 33°34′38″ в. д. (G) (O) (Я) Страна Статус Регион Район Координаты Первое упоминание Город с Площадь Плотность Население 1154 1952 28,736 км² 876.77 чел./км² 25 195 человек (2016) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 7

В город Саки входят: - 64 жилых домов этажности 4 этажей; - 150 жилых домов этажности 2 этажей; - 6094 жилых дома одна этажных - 820 пунктов общественного питания - 35 культурных учреждения и спорта - 50 лечебных и оздоровительных учреждений - 600 гостиниц В городе Саки на 2016 год в действующем состоянии находится 10 средних учебных заведений, учреждения, работают 2 детских сада, 3 внешкольных 3 учебно-воспитательных комплексов «школа — детский сад»[17]. В настоящее время в городе Саки достаточно развит Интернет, проводное покрытие предоставлено практически целому городу, провайдеры предлагают безлимитные тарифы со скоростями до 100 Мбит/сек. Сотовая связь в городе Саки представлена двумя мобильными операторами связи: «Билайн» и «МТС», которые предоставляют беспроводной доступ к сети третьего поколения. Телевещание: цифровое вещание 2-х мультиплексов. Первый мультиплекс: «Первый канал», «НТВ», «5 канал», «СТС», «Disney», «ТВЦ», «Перец», «Россия-1», «Россия-К», «Россия-2» второй мультиплекс: «Пятница!», «Мир», «Муз-ТВ», «ТВ-3», «Звезда», «Домашний», «СТС», «РЕН ТВ», «ТНТ», «Спас». Беспроводная широкополосная сеть абонентского доступа будет построена для 7 600 абонентов постоянно проживающих и 6375 временно проживающих в месяц, в течение года город Саки посещает 90 000 человек, которые приезжают для отдыха на море или в санаториях. В целом проект телекоммуникационной сети должен обеспечить:  обеспечение информативной скрытности передачи данных и защита данных от вмешательства к ней; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 8

 интеграция с имеющимися телекоммуникационными концепциями за счет возведения компонентов сети на основе стандартных технических средств и способов передачи и обработки информации;  возможность изменения конфигурации и простота формирования топологии (расширения) сети;  возможность введения многообещающих информационных и телекоммуникационных технологий в перспективе. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 9

2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ Развитие рынка обусловлено влиянием беспроводной следующих технических, географических передачи данных, факторов – финансовых, научно- и др. На пакетной рост рынка услуг беспроводной передачи данных, оказывает влияние динамика роста предложения и спроса на эти услуги, которые обусловлены следующими условиями: 1) Экономическим развитием региона; 2) Территориальными особенностями; 3) Потребностью в услугах связи; 4) Степенью государственной поддержки; В настоящее время перед сотовыми операторами связи стоит задача передавать не только голосовые услуги, а так же и возможность беспроводной пакетной передачи (голоса, сведений, видеоматериалов). Все операторы делают ставку на повышение количества переданных данных и предоставление услуг по широкополосному интернету. Из сказанного выше можно сделать вывод, что пользователи хотят не только ограничиваться услугами голосового сервиса, но и пользоваться сервисом по широкополосному доступу. В имеющихся сетях 3G скорость передачи данных велика (до 5 - 10 Мбит/с), однако при распределении на абонентов скорость уменьшается. Появление сетей 4-ого поколения позволит повысить скорость передачи данных, благодаря чему откроются пользователям такие возможности как: Услуга мультимедиа в рамках всемирной информационной инфра- 1) структуры; 2) Передача данных по радиоканалу и по сетям фиксированной связи со скоростью передачи в канале до 30 Мбит/с в полосе 5 Мгц; 3) Поддержание асимметричности трафика по каналам; 4) Обеспечение услугами Интернета в необходимом размере. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 10

Между стандартами построения связь 4G, в течение продолжительного периода, была конкуренция. Первый на эту роль претендовал стандарт WiMAX, но позже от него отказались, вследствие того, что он не был востребованным вариантом беспроводного интернета. Вторым на эту роль претендовал стандарт LTE, который был следующим связи, функционирующий этапом развития поколения 3G мобильной на базе IP-технологий. Главной отличительной особенностью LTE от предыдущих стандартов является то, что в направлении вниз LTE и направлении вверх и вниз WiMax применяется OFDMA – многостанционый доступ на базе ортгонального частотного мультиплексирования. В направлении вверх в LTE перестали использовать OFDMA, в следствии того, что при сложении большого количества ортогональных поднесущих создается сигнал с высоким пик-фатором. При осуществлении передачи этого сигнала без ошибок необходимо применять высоко- линейный, дорогостоящий усилитель. С целью обеспечения более высокой и экономически выгодной передачи, было принято решение применять технологию SC-FDMA–мултиплексирование на одной несущей. SC-FDMA имеет меньший пик-фактор, усилитель работает в наиболее эффективном режиме, с намного большим КПД. При работе с MIMO, в WiMax, ресурсы предоставляются пользователям слотами, образующимися из подканалов и символов OFDMA, исходя из этого стали применять способ расстановки поднесущих PUSC (Partial Usage of Subcarriers). Для этого один канал с множеством поднесущих соединяют в субканалы, разбросанные на длительности всей несущей: в направлении вниз 1 субканал = 24 поднесущие данных + 4 пилот-поднесущих (что составляет 14,2 % пилот-поднесущих); в направлении вверх 1 субканал = 16 поднесущих данных + 8 пилот-поднесущих (что составляет 33,3 % пилот-поднесущих). Что касается LTE, то здесь пользователи в направлении вниз, осуществляя передачу в режиме MIMO 2x2 для ресурсного блока резервируют под пилоты 16 позиций (что составляет 9,5 % пилотов ). В направлении вверх под пилоты выделяются 36 позиций (что Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 11

составляет 21,4% пилотов). Отсюда можно сказать, что число пилот- поднесущих в WiMax в 1,5 раза больше, чем в LTE. Кроме этого, в WiMax применяется диспетчеризация ресурсов в частотной области с применением метода “frequency diversity scheduling”, в котором поднесущие, предоставляемые пользователю, разбросаны в разных частях спектра канала. Такой метод применяется с целью рандомизации и уменьшения помех при частотно-селективных замирания. Для борьбы с замираниями в LTE применяют частотно-селективную диспетчеризацию ресурсов . Основа этой технологии в том, что все абонентские станции UE (User Equipment) и ресурстные блоки предоставляют показатели качества канала CQI (Channel Quality Indicator). Это приводит к тому, что абонентам предоставляются только те ресурсы, которые имеют наивысший CQI, следовательно соотношение сигнал/шум. Данный метод предоставления абонентов имеет большой лучшие ресурсов среди энергетический выигрыш в соотнесении с рандомизированной раздачей частотных ресурсов. В условиях рыночных отношений растёт спрос на услуги связи четвертого поколения, в конкурентоспособной борьбе меняются приоритеты: наравне с проблемами увеличения качества развернутых сетей все больший интерес уделяется расширению спектра предоставляемых услуг. Спроектировав сеть LTE можно повысить рейтинг компании, тем самым увеличить доход оператора. Прибыль от оказания голосовых услуг достигла максимального значения, необходимы новые пути увеличения дохода. Увеличив скорость передачи данных через сеть, количество мультимедийных услуг и уменьшив стоимость, позволит увеличить долю прибыли от передачи трафика. Переход к новым скоростным технологиям передачи данных увеличит прирост прибыли сотовых операторов связи[3]. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 12

ОБЗОР 3 И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИИ LTE 3.1 Развитие технологии LTE В конце 2004 года началась официально разработка технологии LTE как стандарта. Перед учёными появилась проблема в подборе технологии физического уровня, которая бы гарантировала высокую скорость передачи данных. Предложены были ранее применяемую в радиоинтерфейса. сетях Уже решение применять два HSPA, после технологию вида технологий: W-CDMA, и OFDM– новая проделанных изучений OFDM– было технология принято мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов. В мае 2006 года в рамках плана 3GPP была сформирована 1-ая классификация в радиоинтерфейсе E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access). Данная классификация вошла в базу 3GPP Release 7. В декабре 2008 года был подтвержден вариант версии 3GPP Release 8, которая ограничивала архитектурные и многофункциональные задачи, применяемые в системам LTE. Первые опытные системы на основе LTE возникли в середине 2009 года. Данные улучшения имеют все шансы на: более высокую передачу данных, уменьшение расходов, увеличение скорости, предоставление услуг ранее не оказываемых, кроме того работать совместно с имеющимися протоколами. Скорость передачи данных по стандарту 3GPP LTE в ходе теоритического расчёта составляет 326,4 Мбит/с на приём (download) и 172,8 Мбит/с на отдачу (upload). В стандарте было уже определено 173 Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на отдачу. Первая в мире коммерческая сеть в Стокгольме и Осло была запущена в конце 2009 года, шведской телекоммуникационной компанией Telia Sonera, совместно с Ericsson. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 13

Радиоинтерфейс LTE обеспечит улучшение технических характеристик, по сравнению с ранее разработанными системами 3G. Ширина полосы пропускания в LTE может варьироваться от 1,4 до 20 МГц, что позволит удовлетворить потребителей разных операторов связи, обладающих различной шириной канала. Также ожидается, что будет улучшаться эффективность спектра, т.е. возрастет объем данных, передаваемых в заданном диапазоне частот. LTE сможет передавать данные - до 50 Мбит/с UP Link и до 100 Мбит/с Down Link (в полосе 20 МГц). При этом будет контролироваться соединение с абонентами, движущихся со скоростью до 300 км/ч. Зона покрытия одной БС – от 1 до 40 км, в зависимости от частоты сигнала. Поддерживаются системы MIMO. Радиоинтерфейс LTE позиционируется в качестве решения, на которое операторы будут постепенно переходить с нынешних систем стандартов 3GPP, а его разработка является одним из этапов в процессе перехода к сетям четвертого поколения 4G [3]. Рисунок 3 - Широкополосные услуги и новые приложения, стимулирующие эволюцию систем 3G Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 14

Рисунок 4 - Основные этапы развития технологии LTE В настоящий период количество сетей стандарта LTE стремительно возрастает, они уже развернуты в более чем 80 странах. В России создание сетей стандарта LTE остановлено в связи с проблемами в распределении частотного ресурса между операторам мобильной связи. 20 декабря 2011 г компания «Скартел» запустила первую в России сеть LTE в городе Новосибирске. 3.2 Основные параметры технологии LTE Стандарт LTE интерфейса. Сеть Radio Access в своей основе обладает огромной гибкостью носит название E-UTRAN – Evolved Universal Terrestrial Network (развивающаяся универсальная наземная сеть радиодоступа). Основные параметры технологии LTE 1. Технология множественного доступа: для нисходящей линии связи OFDMA для восходящей линии связи SC-FDMA; 2. Диапазон частот: 450 МГц; 700 МГц; 800 МГц; 1800 МГц; 2,1 ГГц; 2,4 - 2,5 ГГц; 2,6 - 2,7 ГГц. 3. Битовая скорость: обратный канал (UL): 50 - 172,8 Мбит/с. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 15

прямой канал (DL) MIMO 2TX×2RX: 100 - 300 Мбит/с; 4. Поддержка FDD , TDD концепций взаимосвязи, и кроме того FDD с од- ной и той же технологией радиодоступа. 5. Полоса шириной радиоканала: 1,4 - 20 МГц. 6. Радиус ячейки: 5 – 30 км. 7. Емкость ячейки (число обслуживаемых абонентов): пользователей 200 при полосе 5 МГц; пользователей 400 при полосе больше 5 МГц. 8. Мобильность: скорость перемещения до 250 км/ч. 9. Параметры MIMO: прямой канал (DL): 2TX×2RX, 4TX×4RX; обратный канал (UL): 2TX×2RX. 10. Задержка при распространение: 5мс. 11. Поддерживаемые типы модуляции: прямой канал (DL): 64 QAM, QPSK, 16 QAM. обратный канал (UL): QPSK, 16 QAM. 12. Поддержка старых стандартов (GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000). 3.3 Использование технологии MIMO в сетях LTE Во всех инновационных технологиях беспроводной связи LTE, применяется технология MIMO (многочисленный вход — многочисленный выход). Которые позволяют существенно повысить помехоустойчивость каналов связи, т.е. сократить относительное число битов, установленных с погрешностью, без снижения быстроты передачи данных в обстоятельствах многолучевого распространения сигналов. Увеличение скорости передачи данных вызвано применением технологии MIMO , при которой используется несколько антенн, как на приемной так и на передающей стороне. Для надежной работы технологии MIMO, нужно внести изменения в Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 16

структуру. В первую очередь, нужно передающей стороне, который поставить разветвитель будет данные делить потока на на несколько низкоскоростных под потоков. К примеру, для скорости данных- входных 200 Мбит/сек MIMO 2х2 , разветвитель преобразует в 2 потока по 100 Мбит/сек каждый. Подобная концепция, пространственного выстроенная согласно принципу уплотнения, дает возможность увеличить значение скорости передачи данных в 2 раза. На рисунке 4 показан принцип организации технологии MIMO. Рисунок 4 – Принцип организации технологии MIMO Технология MIMO даёт возможность существенно сократить количество ошибок при передачи данных. На рисунке использованием приемная представлена схема 5 формирования алгоритма RC MPD. В представленной схемы антенна одна, а передающих антенн сигналов с видно что две. На выходе антенн передающих используется временной STTD (Space-Time Transmit Diversity ). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 17

Рисунок 5 – Схема формирования MIMO-сигналов с помощью алгоритма RC MPD Система MIMO состоит из двух типов передачи – пространственное мультиплексирование и диверсифицированная передача. Первый режим означает, что каждый информационный некоррелированным. поток. антенный При канал этом Возможно два передает самостоятельно каждый канал типа являться пространственно- мультиплексированной передачи – для одного абонентского устройства (SUMIMO) и для нескольких абонентских устройств (MU-MIMO). Для первого случая базовая станция предоставляет ряд независимых данных одному АУ. На абонентских устройствах должно находиться не меньше антенн, чем у БС. В MU-MIMO ресурсные компоненты с одними и теме же частотно-временными параметрами обязаны приниматься к различными АУ. Однако только два кодовых слова может совместно передаваться по всем антенным каналам (т.е. только лишь два самостоятельных информационных потоков). По этой причине, при наличии возможности работы с четырьмя антенными каналами, в режиме MU-MIMO БС работает всего лишь с двумя АУ в одном частотно-временном диапазоне. Диверсифицированная передачаэто применение некоторого количества антенных каналов с целью передачи одного потока данных. Данная технология устраняет замирания в радиоканале и ориентирована на более качественную передачу данных по каналу. При построении схем с пространственным мультиплексированием абонентов, применяют восходящий канал MU-MIMO. В котором абонентские Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 18

устройства построенные с применением одной антенны, могут использовать одинаковые частотно-временные ресурсы, но БС обслуживать их будет переданных данных. одновременно. Система диспетчеризации и повторение Диспетчеризация – это технология распределения сетевых ресурсов среди определённых пользователей. Целью применения диспетчеризации является уравновесить качество связи и повысить эффективность системы. В LTE применяется статическая и динамическая диспетчеризация. Динамическая диспетчеризация распределяет поток данных в сети в зависимости от загруженности канала связи. Предоставляя при этом передачу данных на более высоких скоростях (из-за применения модуляции высшего порядка, снижения уровня шифрования каналов и уменьшение количества повторных передач). Из сказанного выше можно сделать вывод, что при передачи, какого либо размера данных, необходимо меньшее количество времени. Но когда необходимо, пересылать данные с ограниченной полезной нагрузкой и через фиксированные временные промежутки (например, IP-TV), при этом размер служебной информации, нужной для динамической диспетчеризации, способен превзойти размер нужных данных. Для предотвращения таких случаев в LTE применяется статическая диспетчеризация. В технологии LTE с целью надёжной передачи данных применяется ставшая классической концепция повторной передачи Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ). Отличительная черта её реализации в LTE в том, что совместно может работать несколько (до 8) HARQ-процессов. В случае если сведения (субкадр), применяемые с HARQ-процессом, получены правильно, приемное устройство посылает сообщение об удачном приеме/неприеме сведений (ACK/NACK). Если же не пришло подтверждение, то совершается повторная передача. В нисходящем канале сообщается о дополнительном расположение и Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 19

параметрах вторично передаваемого субкадра, так в канале управления – подбирает наилучший ресурс для дальнейшей ретрансляции. В восходящем канале, в случае если ACK передало сообщение, а АУ не получило его, оно обязано передать повторно. Повторная передача осуществляется через определённое в спецификации LTE количество субкадров (от 4 до 9), в зависит от вида радиокадра, типа дуплексирования, схемы распределения каналов и номера ошибочно установленного субкадра. 3.4 Технологии OFDM и SC-FDMA в сетях LTE Главной целью применения технологии OFDM считается устранение воздействия помех, вызванных многолучевым распространением сигнала. Сеть E-UTRAN технология множественного доступа. OFDM - мультиплексирование с частотным разделением сигнала. OFDM применяется с целью удаление появляющихся помех, которые могли бы появиться вследствие передачи сигнала, при этом принято рассматривать ещё много модулируемых узкополосных сигналов. OFDM состоит из множества поднесущих-многочастотных сигналов. Последовательно информационные символы обязаны преобразоваться в параллельные символы. Формирования прямым способом сигнала показана на рисунке 6. Рисунок 6 – Структурная схема прямого формирования OFDM-сигналов Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 20

Формирователь состоит из преобразователя последовательного потока данных в параллельный, синтезаторов С формы сигналов, обеспечивающих заданный вид огибающей, совокупности умножителей (преобразователей частоты), позволяющих перенести спектр сигналов на заданные частоты f1, …, fK, и, наконец, сумматора Σ, на выходе которого и формируется многочастотный сигнал s(t) [3]. При всех положительных свойствах OFDM-сигналов, у него присутствуют и отрицательная сторона, такая как непрактичность, совместно должны работать K сфазированные генераторы, что при присутствие довольно больших значений K является неперспективным. Имеется устройствах еще и иной подход, который используется приема-передающей использование процедуры аппаратуры, в основе сегодня в его лежит цифровой обработки сигналов – дискретного преобразования Фурье (ДПФ, DFT – Discrete Fourier Transform) представлено на рисунке 7. Рисунок 7- Структурная схема формирования OFDM-сигнала с помощью ДПФ N комплексных модуляционных символов δk (сигнальные отсчёты в частотной области), а также G “пустых” (нулевых) символов, предназначенных для защитных поднесущих, поступают параллельным образом на вход блока БПФ, на выходе которого образуются отсчёты g n ξ (n = 0, …, N – 1), представляющие собой отсчёты во временной области. После этого в пределах длительности интервала Ts к ним добавляется ещё G отсчётов последовательности {g n Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 21

ξ }, образующие циклический префикс. Далее полученные отсчёты подаются на вход преобразователя частоты, реализующего на своём выходе высокочастотный радиосигнал. Наконец, после усиления в блоке усиления мощности (на рис. 7 не показан) такой сигнал подаётся на вход антенной системы и излучается в эфир[4]. В линии «вниз» сети E-UTRAN используют следующие типы модуляции: QPSK, QAM. С целью создания группового сигнала восходящих каналов в сетях LTE применяется передачей схема мультиплексирования с частотным разнесением с на одной несущей SC-FDMA. Данная схема способна функционировать в системах, работающих и в режиме TDD с временным дуплексированием, и в режиме FDD с частотным дуплексированием. Подобные сигналы модуляцией КФМ можно или рассматривать ФМ-2 и как временным одночастотные с мультиплексированием, аналогичные тем сигналам, какие создаются в системе GSM. Преобразование сигнала в частотной области в соответствии схеме, представленной на рисунке 8 дает возможность ортогональным частотным разнесением, что приведёт использованию частотного ресурса. Применение применять схемы с к эффективному защитного интервал может быть опущено. Во временную область в системах с OFDM, периодически добавляется циклические префиксы( ЦП), ведётся но однако подобный процесс над блоком простых символов. Внедрение подобного ЦП дает возможность исключить МСИ среди SC-FDMA символами или среди блоками простых символов Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 22

Рисунок 8 – Передача данных с использованием технологии SC-FDMA С целью нахождения возможного количества блоков, все без исключения зависит от частоты диапазона, который может находится на 20 Мгц, при этом так же были выбраны и защитные интервалы, которые находятся на концах диапазона, которые ни как не могут быть применены с целью передачи тех или иных данных. Из сказанного можно сделать вывод, что в случае если в системе LTE выделена полоса в 10 Мгц в целом только лишь 9 Мгц будет использоваться. 3.5 Частотное планирование сети LTE Технология OFDMA дает возможность мощностью посылаемых разные способы eNB поднесущих, повторного применения осуществлять управление что позволяет использовать частот. Существуют два способа увеличения пропускной способности каналов, такие как мягкое и дробное. Под мягким подразумевается, когда коэффициент повторного использования стремится к единице, в таком случае, использоваться вся полоса частот в каждой соте. Когда коэффициент менее единицы, то считается дробным коэффициент повторного использования. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 23

а) б) Рисунок 9 – Варианты повторного использования частот а) мягкое, 3 поднесущих б) дробное, 4 поднесущих Оценка возможной скорости передачи в канале для «близких» и «далеких» пользователей в области u, в соответствии с этим: 4 R1(u)  W log 2(1  1(u)) 7 3 R2(u)  W log 2(1   2(u)) ……(2.1) 7 где W – полоса системы, η – SINR. При использовании мягкого повторного применения частот опытным путем было посчитано повышение емкости на 12% в секторизованных сотах и на 21% в несекторизованных сотах. Строя соты на основе представленных частотных кластеров, возможно создание сети LTE, при этом не нужно принимать во внимание интерференцию, потому что в системе поднесущие ортогональны, а межсотовая – уменьшается из-за предоставления пользователям, оказавшимся на краю соты, разной частотной полосы. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 24

Главными факторами при частотном планировании сети LTE являются:  Оптимальный подбор ширины радиоканала, для эффективного распределения выделенного радиочастотного ресурса и предоставление высокой пропускной способности;  Оптимальный выбор методики применения агрегированного спектра с целью получения наилучших показателей предполагаемой сети: пропускной возможности и области радиопокрытия, в таком случае имеется допустимый 3GPP подбор каналов и набор низких и высоких диапазонов частот;  Учет воздействия располагающихся рядом частотных каналов в сво- ей сети и в ближ лежащей сети соседнего оператора при различной ширины этих каналов, так как применении маски передоваемого спектра сигналов обладают отличиями;  Применение частотного планирования для уменьшения помех сре- ди соседних сот. При планирования сети LTE одним из основного что нужно учесть, это правильное распределении предоставленного радиочастотного ресурса в сети LTE, т.е. так распределелить ресурсы чтобы между сотами сети, было как можно меньше взаимные помехи. В особенности это ощютимо при планированиии гетерогенных сетей LTE с целью оптимального распределения предоставленного радиочастотного ресурса и увеличения пропускной возможности в предполагаемой сети Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 25

4 РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТИ, РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АБОНЕНТОВ 4.1 Расчёт радиопокрытия Расчёт радиопокрытия осуществим с определения максимально допустимых потерь на линии (МДП). Рисунок 10 - Принцип расчета МДП Для расчета будут применены следующие параметры:  системная полоса: 20 МГц; для FDD = 10/10 (DL/UL);  eNB – на каждом секторе один TRX, выходная мощность TRX = 40 Вт (46 дБм); работает на линии DL в режиме MIMO 4×2;  UE – абонентский терминал – USB-модем, класс 4 – ЭИИМ 33 дБм;  соотношение длительности кадров DL/UL: 100%/100%. Расчет максимально допустимых потерь осуществляется по формуле: LМДП  Pэиим.прд  Sч.пр  GA.пп  Lф.пр  М пронн  М пом  М запас  Gxo (4.1) где Pэиим.прд – эквивалентная излучаемая мощность передатчика; Sч.пр – чувствительность приемника; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 26

GА.прд - коэффициент усиления антенны передатчика, GА.прд: DL = 18 дБи, UL = 0 дБи; LФ.прд – потери в фидерном тракте передатчика, LФ.прд: DL = 0,3 дБ; Мпрон – запас на проникновение сигнала в помещение для города со средней застройкой, Мпрон = 17 дБ; Mпом – резерв на помехи. Мпом обусловливается согласно итогам моделирования системного уровня от нагрузки в соседних сотах; значение М пом соответствует нагрузке в соседних сотах 70%. Mпом:DL = 6,4 дБ; UL = 2,8 дБ; Mзапас - запас на затенение, 8,7 дБ Gхо – выигрыш от хэндовера. Параметр выигрыша от хэндовера результат этого, то что в случае появления глубоких замираний в обслуживаемой соте, абонентский терминал способен реализовать хэндовер в соту с наилучшими характеристиками приема. Gхо = 1,7 дБ. Pэиим.прд рассчитывается по формуле: Pэиим.прд  Pвых.прд  GА.прд  Lф.прд (4.2) где Рвых.прд - выходная мощность передатчика. Рвых.прд в линии «вниз» (DL) в LTE зависит от ширины полосы частот сайта, которая может колебаться от 1,4 до 20 МГц. В пределах до 5 МГц рационально выбрать передатчики TRX мощностью 20 Вт (43 дБм), а свыше 5 МГц – 40 Вт (46 дБм). Рвых.прд: DL = 46 дБм, UL = 33 дБм. Для линии DL: Pэиим.прд = 46 + 18 - 0,3 = 63,7 (дБм), Для линии UL: Рэиим.прд = 33 (дБм). Sч.пр рассчитывается по формуле: S ч.пр  Pтш.пр  M осш.пр  Lпр (4.3) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 27

где Ртш.пр - мощность теплового шума приемника, Ртш.пр: DL = -174,4 дБм, UL = -104,4 дБм; Мосш.пр - требуемое отношение сигнал/шум приемника. Значение Мосш.пр взято для модели канала «EnhancedPedestrianA5». Мосш.пр: DL = -0,24 дБ; UL = 0,61 дБ; Lпр - коэффициент шума приемника, Lпр: DL = 7 дБ, UL = 2,5 дБ; Для линии DL: Sч.пр = -174,4 + (-0,24) + 7 = -167,64 (дБм), Для линии UL: Sч.пр = -104,4 + 0,61 + 2,5 = -101,29 (дБм). В соответствии с формулой (4.1) максимально допустимые потери в направлении DL равны: Для линии DL: LМДП = 63,7 – (-167,64) – 17 – 6,4 – 8,7 – 1,7 = 197,54 (дБ), Для линии UL: LМДП = 33 – (-101,29) + 18 – 0,4 – 17 – 2,8 – 8,7 + 1,7 = 125,09 (дБ). На основе посчитанных UL и DL наименьшее, согласно которому делается значений МДП, выбирается дальнейший расчет радиуса действия базовой станции. Ограничивающей линией по дальности связи, как правило, является линия вверх (UL). Для расчёта потерь на трассе была взята модель Окумура – Хата, которая зависит от параметров: расстояния R, рабочей частоты F, высоты подвеса антенн базовой станции и абонентской станции. Представленный базируется на аналитической аппроксимации метод результатов практических измерений. Комплекс формул и регулировочных коэффициентов, выведенных в следствии такой аппроксимации, дает возможность вычислить потери для различных типов местности [15]. Условия применимости модели: - диапазон частот от 150 до 1500 МГц; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 28

Расчеты производятся для следующих параметров: - частота сигнала ‒ 800 МГц; - высота абонентской станции ‒ 2 м; - высота базовой станции ‒ 30 м. Зная значение максимально допустимых потерь на трассе, можно рассчитать расстояние R. Потери на трассе рассчитываются по формуле: L  69,55  26,16 lg F  13,82 lg HБС  aHAC  (44,9  6,55 lg HБС) lg R , (4.4) где НБС – эффективная высота подъема антенны базовой станции, м; НАС – высота антенны подвижной станции над землей, м; R – расстояние между передатчиком и приемником, км; F – частота сигнала, МГц. aHАС – поправочный коэффициент. По фурмуле определим для городской местности поправочный коэффициент aHАС аН АС  (1,1* lg f c  0,7) * hr  (1,56 * lg f c  0,8) (4.5) аН АС  (1,1* lg 800  0,7) * 2  (1,56 * lg 800  0,8)  1,267 Полученные значение допустимых потерь подставляем в формулу (4.4), что даёт возможность вычислить расстояние между передатчиком и приемником (R), оно определяет радиус действия базовой станции: lg R  125,09  69,55  26,16 lg 800  13,82 lg 30  3,751  0,036 , (44,9  6,55 lg 30) отсюда радиус действия базовой станции (R) равен 1.44 км. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 29

4.2 Расчет пропускной способности сети. Расчет количества потенциальных абонентов Для оценивания пропускной способности и емкости сети, для начала нужно посчитать средние значение спектральной эффективности соты в конкретных обстоятельствах. Спектральная эффективность – это отношение скорости передачи данных в определенной соте или зоне, ко всем абонентам сети на 1 Гц полосы частот (бит/с/Гц), кроме того можно посчитать как отношение максимальной пропускной способности сети к ширине полосы одного частотного канала. Спектральная эффективность определяет скорость передачи информации в установленной полосе частот. Частотный диапазон 2500– 2600 МГц. [15] Спектральная эффективность для сети LTE, при ширине полосы частот равной 20 МГц, при использовании частотного типа дуплекса FDD на основании 3GPP Release 9 для разных конфигураций MIMO, представлена в таблице 4. Таблица 4 - Средняя спектральная эффективность для сети LTE Линия Схема MIMO 1×2 1×4 2×2 4×2 4×4 UL DL Средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц) 1,254 1,829 2,93 3,43 4,48 При применении системы FDD, было подчитано, что средняя пропускная способность на одни сектор eNB можно рассчитать путём умножения ширины канала на спектральную эффективность канала: R  S *W (4.6) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 30

где S – средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц); W – ширина канала (МГц); W = 10 МГц. Для линии DL: RDL = 3,43 · 10 = 34,3Мбит/с. Для линии UL: RUL = 1,829 · 10 = 18,29 Мбит/с. Средняя пропускная способность базовой станции ReNB рассчитывается при помощи умножения пропускной способности одного сектора на количество секторов БС; число секторов eNB примем равное 3, тогда: ReNB  RDL /UL * 3 (4.7) Для линии DL: ReNB.DL = 34,3· 3 = 102,9 Мбит/с. Для линии UL: ReNB.UL = 18,29 · 3 = 54,87 Мбит/с. После чего можно найти необходимое количество сот в планируемой сети LTE. При этом нужно установить количество каналов, выделяемых с целью развертывания проектируемой сети LTE. Общее число каналов Nк рассчитывается по формуле:  f   Nk     f k  (4.8) где Δf∑ - полоса частот, выделенная для работы сети и равная 100 МГц; Δfк – полоса частот одного радиоканала; который имеет ширину180 кГц. Nk  100000  556(каналов) 180 (4.9) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 31

Теперь можно найти число каналов Nк.сек, необходимых для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты:   Nk N к.сек     ( N кл * М сек )  (4.10) где Nк – общее число каналов; Nкл – размерность кластера, выбираемое с учетом количества секторов eNB, примем равным 3; Mсек – количество секторов eNB, принятое 3.  556  N к.сек     62(канала)  (3 * 3)  (4.11) Далее определим число каналов трафика в одном секторе одной соты Nкт.сек. Число каналов трафика рассчитывается по формуле: Nкт.сек  Nкт1 * Nк.сек где Nкт1–число каналов трафика в одном радиоканале,в (4.12) стандарте радиодоступа (для OFDMA Nкт1 = 1...3); для сети LTE выберем Nкт1= 1. N кт.сек  1* 62  62(канала) (4.13) Используя модель Эрланга, посчитаем допустимую нагрузку в секторе одной соты Асек при допустимом значении вероятности блокировки равной 1% и рассчитанным выше значении Nкт.сек. Определим, что Асек = 43 Эрл. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 32

Рисунок 11 - Зависимость допустимой нагрузки в секторе от числа каналов трафика и вероятности блокировки Число абонентов, которое будет обслуживаться одной eNB, определяется по формуле: А  N аб.eNB  M сек *  сек   А1  (4.17) где A1 – средняя по всем видам трафика абонентская нагрузка от одного абонента; значение A1 может составлять (0,04...0,2) Эрл. Так как проектируемая сеть планируется использоваться для высокоскоростного обмена информацией, то значение A1 примем равным 0,1 Эрл для приезжего населения и A2 примем равным 0,08 Эрл для постоянно проживающих, вследствие того что они не будут пользоваться мобильным интернетом интенсивно, из-за наличия проводного доступа. Таким образом: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 33

Количество абонентов – приезжих, которое будет обслуживаться одной eNB.  43  N аб.eNB1  3 *    1290(абонентов)  0,1 Количество абонентов – постоянных, (4.18) которое будет обслуживаться одной eNB.  43  N аб.eNB2  3 *    1613(абонентов)  0,08  (4.19) Число базовых станций eNB в проектируемой сети LTE найдем по формуле:  N аб  N eNB    1 N  аб.eNB  где Nаб – количество потенциальных (4.20) абонентов. Количество потенциальных абонентов определим как 30% от коренного числа жителей и 40% от туристов. Общее число жителей города составляет 25736 человек и временно проживающих 20 000 . Таким образом, количество абонентов постоянно проживающих 7 600 и временно проживающих 8 000 , тогда: Число базовых станций в проектируемой сети LTE: с количеством 1290 абонентов.  8000  N eNB1     1  8(eNB ). 1290  (4.21) с количеством 1613 абонентов  7600  N eNB 2     1  6(eNB ).  1613  (4.22) Среднюю планируемую пропускную способность RN проектируемой сети определим путем умножения количества eNB на среднюю пропускную Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 34

способность eNB. Формула примет вид: RN  ( ReNB. DL  ReNB.UL ) * N eNB (3.21) Пропускная способность для 8 eNB. RN1 =( 102,9 + 54,87) *8 ≈ 1263 (Мбит/с) (3.22) Пропускная способность для 6 eNB. RN2 =( 102,9 + 54,87) *6 ≈ 1105 (Мбит/с). (3.23) Далее сделаем проверочную оценку емкости проектируемой сети и сравним с рассчитанной. Определим усредненный трафик одного абонента в ЧНН (часы наибольшей нагрузки): RТ .ЧНН  ТТ * g N ЧНН * N Д (3.24) где ТТ - средний трафик одного абонента в месяц, ТТ = 20 Гбайт/мес; q – коэффициент для городской местности, q =2; NЧНН – число ЧНН в день,NЧНН =7; Nд – число дней в месяце, Nд = 30. Rm.ЧНН  20 * 2  0,19( Мбит / с) 7 * 30 (3.25) Определим общий трафик проектируемой сети в ЧНН Rобщ./ЧНН по формуле: Rобщ./ЧНН = Rт.ЧНН · Nакт.аб , (3.26) где Nакт.аб – число активных абонентов в сети; определим число активных абонентов в сети как 70% от общего числа потенциальных абонентов Nаб, то есть количество приезжих составляет Nакт.аб1 =5600 абонентов, а число постоянно использующих услугу Nакт.аб2 =5320 абонентов . Rобщ./ЧНН1 =0,19 · 5600 = 1064 (Мбит/с) (3.27) Rобщ./ЧНН2=0,19 · 5320 = 1019 (Мбит/с). (3.28) Таким образом, RN>Rобщ./ЧНН. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 35

4.3 Частотно-территориальное деление и ситуационное расположение eNB на территории город Саки Республике Крым При проектировании сетей подвижной радиосвязи одним из основополагающих этапов является частотно-территориального планирование, на котором определяется радиоканалы для БС, состав сети, размещение БС, определяются производится подстройка представленных планов к территориальным условиям и частотным ограничениям. Для начало необходимо спроектировать ситуационный план размещения базовых станций eNB. Принимая во внимание черты рельефа территории, осуществим расположение базовых станций. Ситуационный план размещения eNB показан на рисунке 12. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 36

Рисунок 12 - Ситуационный план размещения базовых станций Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 37

Трасса кабеля длинной 40000 метров, проходит от здания, где располагается контроллер базовых станций eCNS600, до аппаратной базовой станции к BTS3900 и далее к удаленному RRU. Предполагается что кабель, по городу Саки будет проходить по кабельной канализации, после согласования с соответствующими организациями. Трасса прокладки кабеля показана на рисунке 13. Рисунок 13 - Трасса прокладки кабеля Необходимое число базовых станций eNB, обеспечивающих предоставления стабильного радиосигнала густонаселенным районам на территории развёртывания сети составляет 14 штук. В строящейся сети, все eNB которой имеют следующие характеристики:  мощность каждого передатчика – 40 Вт;  высота подвеса антенны –30метров;  число приемопередатчиков TRX – 3 (по одному на каждый сектор);  линия «вниз» поддерживает технологию MIMO 4×2;  пропускная способность: линия «вниз»- 102,9 Мбит/с, линия «вверх» - 54,87Мбит/с. Частотный план проектируемой сети. Полоса частот 2500–2600 МГц выделенная для предоставление услуг, ширина частотного диапазона является Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 38

100 МГц. Таким образом, имеющаяся ширина спектра разделится на 3 части по 30 МГц, кроме этого нужно ещё выделить частотные полосы на защитные интервалы с целью предотвращения перекрытия сигналов разных секторов. Каждый из трех частей спектра будет иметь свой условный номер и итоги формирования частотного плана объединим в таблицу 5. Таблица 5- Частотный план сети LTE в город Саки Республика Крым Номер eNB Сектор Азимут 1 1.1 1.2 1.3 0 120 240 2 2.1 2.2 2.3 0 120 240 3 3.1 3.2 3.3 0 120 240 4 4.1 4.2 4.3 0 120 240 5 5.1 5.2 5.3 0 120 240 - - 14 14.1 14.2 14.3 Радиус зоны обслуживания, км 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 Условный номер части частотного спектра 1 2 3 1 2 3 1,44 1,44 1,44 1 2 3 1,44 1,44 1,44 1 2 3 1,44 1,44 1,44 1 2 3 - - 0 120 240 1,44 1,44 1,44 1 2 3 Уже после внедрения сети LTE, начинается стадия оптимизации сети, в процессе которой осуществляется исправление проделанного планирования, а непосредственно: корректирование повышение пропускной возможности сети, высоты подвеса радиомодулей, снижение либо увеличение излучаемой мощности радиомодулей. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 39

5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ СЕТИ LTE В соответствии с вычисленной емкостью сети, информационной нагрузке по определению зон радиопокрытия для организации широкополосного доступа по технологии LTE в городе Саки Республики Крым потребуется 14 базовых станции. Каждая БС имеет пропускную способность на первоначальной стадии функционирования сети 54,87 Мбит/с, а все сети LTE в городе Саки Республики Крым 2368 Мбит/с. Уже после пуска сети в работу начинается стадия оптимизации сети, в процессе базовых станций повышается которого пропускная способность путём размещения дополнительных радиомодулей RRU3222 компании Huawei. Базовая станция представляет собой совокупность из трёх основных блоков это управляющего блока BBU3900, радио передающего блока RRU 3222 и антенны. RRU 3222 подключается к базовой станции посредством оптоволоконной линии передачи по стандарту «Gigabit Ethernet 1000 BASE-LX» (IEEE 802.3z). Все BBU3900 подключаются с помощью оптоволоконной линии передачи по стандарту «Gigabit Ethernet 10 GBASE-ER» к контроллеру базовых станций eCNS600 и размещается в городе Саки на объекте связи компании ОАО «Ростелеком». Таким образом реализуется концепция распределённых или удалённых базовых станций Краткое определение стандартов Ethernet, применяемых в системе связи проектируемой сети: 1000 BASE-LX – стандарт, применяющий одномодовое оптическое волокно; расстояние прохождения сигнала в отсутствии повторителя, в зависимости от типа применяемых приемопередатчиков является от 5 до 60 км. Ско- рость передачи сведений до 1 Гбит/с; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 40

10 GBASE-ER – стандарт, применяющий одномодовое оптическое волокно; расстояние прохождения сигнала до 50 км. Скорость передачи сведений до 10 Гбит/с. Весь общесетевой трафик предается по IP-протоколу. Функциональная схема организации связи сети LTE в городе Саки Республики Крым представлена на рисунке 14. Рисунок 14. - Функциональная схема организации связи eCNS600: Контроллер базовых станций M2000: Интегрированная система управления сетью мобильной связи Huawei BBU- это основная часть БС (Производит обработку информации) RRU- это передатчики TRx. Антенна (Сектор, сота). Структурная схема организации связи сети LTE в городе Саки Республики Крым представлена на рисунке 15. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 41

Рисунок 15 - Структурная схема организации связи Обслуживающий шлюз S-GW служит для: -маршрутизация передаваемых пакетов данных, -поддержка качественных показателей (QoS) предоставляемых услуг, -буферизация пакетов для UE, пребывающих в состоянии Idle Mode. -предоставление учётных данных для тарификации и оплаты услуг. Шлюз для выхода на пакетные сети P-GW организует точку доступа к внешним IP сетям и осуществление списаний по счету на основе набора правил, полученных из PCRF (Policy Control and Charging Rules Function). Также P-GW осуществляет фильтрацию поступающих IP пакетов в различные клиентские потоки с конкретным набором параметров QoS. MME-это основной управляющий элемент в сети LTE. Он осуществляет только функции управления и не работает с пользовательскими данными. Протоколы, которые используются для передачи контрольного трафика, известны как NAS (Non-Access Stratum). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 42

Функции MME: 1. сигнализация между сетью EPC и UE. 2. сигнализация в случае если выполняет хэндовер между различными сетями. 3. выбор P- GW и S- GW 4. роуминг 5. аутентификация: при регистрации UE в сети MME сравнивает его постоянный регистрационный номер с номером находящемся в базе данных HSS(Home Subscription Server) для проверки его подлинности. 6. управление каналами на интерфейсах к другим элементам сети Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 43

6 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ LTE Для функционирования сети LTE нужна которая будет Развёртывание организована сети LTE надёжная транспортная сеть, по принципу иерархической структуры. необходимо осуществлять методологии, с осуществлением согласно единой параллельных работ на разных этапах иерархической структуры сети. Развёртывание сети в городе Саки обязано включать возможность удалённого доступа к обработке и чтению данных, которые находятся на сетевых ресурсах. Для распределения информативных потоков, был применён процесс объединения в потоки абонентов с распределением прав доступа к данным и система приоритетов была построена к некоторым ресурсам сети. На сегодняшний день в LTE-форуме принимают участие почти все производители беспроводного доступа, основные представители: Starent, Alcatel-Lucent, Panasonic Siemens Networks, Motorola, Huawei Technologies, Fujitsu, Ericsson , ZTE. При выборе оборудования первую очередь техническими сети необходимо руководствоваться, в свойствами технологии LTE, при этом оно обязано удовлетворять таким требованиям как: надежность, эффективность, компактность, гибкость, поддерживать необходимый функционал и соответствовать понятию «стоимость – качество». Основным показателем при осуществлении подбора оборудования для транспортной сети считается надежность передачи информации пользователям, в соответствии с вычисленной пропускной способностью сети LTE. 6.1 Оборудование проектируемой сети Контроллер базовых станций eCNS600 В eCNS600 объединены функции управления аутентификацией SAE-HSS, Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 44

функции MME и функции S-GW/P-GW. eCNS600 устанавливается в основной подстатив, выполняет функции EPC и имеет следующие отличительные свойства: Большая емкость- eCNS600 поддерживает 20 000 UE и передачу данных большого объема. eCNS600 позволяет интегрировать различные логические NE EPC, упрощает сеть и техническое обслуживание, сокращает затраты и облегчает развертывание. Энергопотребление eCNS600, установленного в режиме одной платы, составляет 900 Вт, что сокращает затраты. Рисунок 16 - BSC: Контроллер базовых станций eCNS600 В eCNS600 используется платформа OSTA 2.0 (Архитектура связи на базе открытых стандартов) компании Huawei, которая была разработана на базе архитектуры стандарта ATCA и представляет собой систему серверов с высокой плотностью и производительностью. eCNS600 может предоставлять надежные услуги по обработке данных для телекоммуникационных приложений операторского класса. Высокая скорость: полоса пропускания для обмена данными внутри подстатива может достигать 2,5 Тбит/с. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 45

Высокая масштабируемость: поддерживает добавление интерфейсов на плате ATCA и каскадное соединение подстативов. Эффективное управление: предоставляет возможность управления любым компонентом системы. Высокая надежность Резервирование важных данных: надежность системы достигает 99,999%. Управление безопасностью при эксплуатации: разным пользователям назначаются различные права на управление. При входе пользователя в систему eCNS600 идентифицирует его. eCNS600 предоставляет механизмы защиты, позволяющие предотвратить появление следующих неисправностей системы: 1. Отключение системы 2. Неправильное включение/отключение питания системы 3. Грозовое перенапряжение в системе питания 4. Высокое напряжение и низкое напряжение 5. Короткое замыкание в системе питания 6. Броски тока и высокое напряжение источника питания и интерфейсов 7. Перегрузка в системе 8. Блокировка и разблокировка плат, блокировка и разблокировка процессов eCNS600 предоставляет различные порты для IP-передачи данных. Применение различных механизмов обеспечения качества обслуживания (QoS) гарантирует высокую емкость, предоставление дифференцированных услуг и удовлетворение требований QoS. При помощи языка программирования «человек-машина» (MML) и графического интерфейса пользователя (GUI) для BTS реализуется универсальный механизм эксплуатации , который не зависит от типа оборудования и удовлетворяет требованиям операторов по эксплуатации и обслуживанию. В итоге получаются хорошо оптимизированные и мощные функции. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 46

Функции системы M2000 - Управление конфигурацией системы: позволяет пользователям через графический интерфейс GUI производить системную конфигурацию сетевых элементов и выполнять такие задачи, как техобслуживание и обновление, а так же предоставляет платформу для централизованного управления сетью с поддержкой пользователей в процессе длительной модернизации сети и преодоления различий между различными сетевыми технологиями. Управление рабочими параметрами: запись результатов задач измерения трафика сетевых элементов на клиенте и просмотр записей результатов по всей сети. Управление аварийными сообщениями: получение необходимых данных аварийной сигнализации NE c клиента путем настройки комбинированных условий, просмотр результатов запроса и выполнение соответствующих операций управления. Размер: 190 х 165 х 35 мм Чипсет: Huawei Hisilicon Hi6910, BCM5358 Категория 3 ограниченная: 30 / 10 Мбит/с при 2х5 МГц в канале Поддержка разнесенного приема, услуги передачи данных, голос. Электропитание 48~60В Чувствительность приемника -97 dB - 4 порта 10/100 Base-T Ethernet RJ-45 - 2 порта RJ11 VoIP; SIP V2 и SDP / RTP / RTCP - 2 порта USB 2.0 master interference, совместное использование виртуального USB - поддержка WiFi 802.11 N (2T2R), скорость до 300 Мбит/с - поддержка WEP / WPA / WPA2 - поддержка WPS - 2 антенных порта SMA для подключения внешней антенны Диапазон b31 FDD LTE 450 (UL 452.5-457.5 ;DL 462.5 - 467.5) При подключении Hub/ коммутататора LAN или IAD может быть больше пользователей услуги передачи данных или голосовой связи на один термина 18]. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 47

6.2 Выбор оборудования базовой станции LTE Ведущие мировые фирмы по изготовлению телекоммуникационного оборудования поставляют большое количество разнообразных базовых станций для построения сети LTE. Большое разнообразие моделей – от узконаправленных, до имеющих в своём составе все стандарты сотовой связи. Фирма Huawei наладила выпуск доступных базовых станций самая подходящая -Huawei DBS3900 с имеющимся в оснащении оборудованием. Улучшение оборудования произошло при помощи применения различных технологий и методов радиопередачи, Huawei была создана базовая станция серии BTS3900. В БС серии BTS3900 были использованы новейшие технологии Huawei в сфере изготовления микросхем, архитектурных решений, методологии усиления мощности (PA) и уменьшения энергопотребления. В состав BTS3900 входит два функциональных модуля: BBU (Блок базовых частот) и RRU (Удаленный радиоузел), и вспомогательное оснащения. Они применяются при различных сценариях, и при помощь их возможно быстро и экономично развернуть сеть. Функциональная схама базовой станции DBS3900 предаставлена на рисунке 17. Рисунок 17 – Функциональная схема базовой станции DBS3900 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 48

Базовая станция DBS3900 имеет в составе три части: 1. BBU- это основная часть БС (Производит обработку информации) 2. RRU- это передатчики TRx. 3. Антенна (Сектор, сота). Секторы подсоединяются к RRU при помощи коаксиального кабеля. Передатчик RRU размещается на самом верху мачты, в непосредственной близости к секторам. Блоки RRU присоединяются с BBU оптическим кабелем. BBU располагается в контейнере на земле и в месте BBU-RRU потерь не происходит, т.к. соединено при помощи оптики. BBU может соединиться с необходимым транспортным оборудованием [13]. Таблица 6- Характеристики емкости базовой станции DBS3900 Параметр Спецификации Максимальное количество сот 9 сот (10 МГц или 20 МГц) Максимальная пропускная способность 2T2R DL:UL=2:2 одной соты Скорость нисходящего канала (MAC): 78 Мбит/с (64QAM) Скорость восходящего канала (MAC): 18 Мбит/с (16QAM) Максимальная пропускная способность Нисходящий канал: 450 Мбит/с одного eNodeB Восходящий канал: 300 Мбит/с Максимальное количество UE в режиме 5400 RRC_CONNECTED на eNodeB Максимальное количество радиоканалов 8 передачи данных (DRB) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 49

Таблица 7– Характеристика блока BBU3900 Плата Спецификации Один порт DB26 передачи четырех каналов сигналов UMPT E1/T1, один электрический порт FE/GE, один оптический порт FE/GE, Параметр Спецификации Входное –48 В DC (диапазон напряжений: –38,4 В ~ –57 В DC) напряжение Размеры 86 мм ×442 мм ×310 мм (В×Ш×Г) Вес в полной ≤ 12 кг конфигурации Входная -48 В (от -38,4 В пост. тока до -57 В пост. тока) мощность Температура от 20°C до +55°C Относительная 5% ~ 95% влажность Атмосферное 70 кПа ~ 106 кПа давление Потребляемая 165 Вт мощность 700 Вт (макс.) Класс защиты IP20 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 50

Продолжение таблицы 7 Порт CPRI 6 портов CPRI на LBBP Стандартный порт CPRI4.1, совместимый с CPRI3.0 Порт CPRI поддерживает: автоматическую коммутацию между 2,4576 Гбит/с и 4,9152 Гбит/с Порт передачи 2 электрических Или 2 порта оптических FE/GE порта FE/GE Или 1 эл. порт FE/GE и 1 опт. порт FE/GE Сота кол-во MAX. сот:12 Полоса пропускания частот соты:3/5/10/20 МГц Тактовая GPS синхронизация Охлаждение Принудительное воздушного остывание вентилирования при помощи (введение слева, выведение справа) Таблица 8 - Характеристики устройства RRU3222 (2T2R) Пункт Характеристики Полоса пропускания 5 МГц/10 МГц/20 МГц Полоса частот 800 МГц: Загрузка от 791 до 821 МГц Закачка от 832 до 862 МГц Размеры (В×Ш×Г) 480 мм x 270 мм x 140 мм (18L,) 485 мм x 300 мм x 170 мм (25L,) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 51

Продолжение таблицы 8 Номинальный вес ≤17,5 кг (минимальный) ≤ 20 кг (максимальный ) Входная мощность –48 В пост. тока; диапазон напряжения: –57 В ~ –36 В пост. тока Максимальная выходная мощность 2 × 40 Вт Потребляемая мощность 300 Вт Температурные приделы -40℃ ~ +55℃ Влажность 5% ~ 100% Атмосферное давление 70 кПа ~ 106 кПа Защищённость IP65 Пункт Характеристики Рабочий ресурс ≥99.999% Время работы до отказа ≥ 155 000 часов Необходимое время восстановления ≤1 час работоспособности Среднее время запуска системы Пункт <450 с Стандарт/ Стандартный Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 52

Окончание таблицы 8 Хранение данных Класс ETSI EN30 защищённости V от нахождение в (2003-04) погодных месте (обеспечение обстоятельствах, с неуправляемой класс, общественная температурой)0019-1-12.1.41.2 ” Транспортировка ETSI EN30 V (2003-04) перевозка0019-1-22.1.42.3 ” Электромагнитная eNodeB удовлетворяет совместимость (EMC) электромагнитной необходимым условиям совместимости (EMC) по для следующих стандартов: R&TTE Directive R&TTE 1999/5/EC Directive 89/336/EEC 3GPP TS 36.113 ETSI EN ETSI 301908-1 V (2003-10)2.2.1 EN 301489-1/23 ITU-R SM.329-10 RoHS CTA CE DBS3900 может производить работу по динамической передачи данных. Применяемая при этом полоса пропускания 30 МГц, данное решение даёт возможность вести передачу на скорости до 1,5 Гбит/с при нисходящем канале. Для необходимости оказания связи на большом расстоянии, например на морских буровых платформах, DBS3900 применяет ультрадальнее покрытие до 100 километров, при этом скорость передачи можно добиться 100 Мбит/с в Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 53

нисходящем и 50 Мбит/с восходящем направлении на соту. Так же DBS3900 может применяться при оказании связи на железных дорог, для этого применяется высокоскоростное покрытие до 430 км/ч (50 Мбит/с в нисходящем направлении и 30 Мбит/с в восходящем направлении). Опираясь на применяемую технологию LTE, Huawei DBS3900 предоставляет широкополосную транкинговую связь. Решение основывается на применении инновационных функции, такие как приоритет вызова, ожидание вызова, отложенный ввод и динамическое группирование. При этом обеспечивается высокая производительность для классических каналов транкинговой связи: время ожидания ответа на групповой вызов составляет < 300 мс. Необходимо выделить то, что передача голоса и видео в реальном масштабе времени так же предоставляется на транкинговой связи, при этом построена на той же БС, что и технология LTE , что позволит потребителям уменьшить расходы (в сравнении с ранее используемыми решениями). DBS3900 обеспечивает согласованную работу с большим количеством полос частот, таких как TDD 400M/1.4G/1.8G/2.3G/2.6G/3.5G/3.7G/5.8 ГГц и FDD 800 МГц, с нелицензированными и лицензированными частотами. Отсюда можно сказать, что DBS3900 предоставляет большую полосу частот, позволяя увеличить скорость построения сети, так же подстраивается под разные конфигурации частот с повышенной гибкостью. В DBS3900 LTE применяются дополнительные устройства, такие как усовершенствованный модуль питания с системой охлаждения (APM30H), статив для дополнительного аккумулятора (BBC), a кроме того статив передачи (TMC). Сочетая два многофункциональных модуля и вспомогательное оборудование, возможно разработать разнообразные варианты сценариев, которые обеспечивают удовлетворению различным требованиям. Оборудование передачи и BBU3900 ставится в APM30H и RRU3222 располагается оно около антенны. Что даёт возможность уменьшить затраты на прокладку оптоволокна и увеличить охват зоны покрытия системы. В Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 54

APM30H предусмотрено место с целью монтажа BBU3900 и его защита при использовании за приделами помещения, a кроме того предоставляется питание –48В DC для BBU3900 и RRU. APM30H в своём составе содержит функцию управления аккумулятором, кроме того осуществляет мониторинг и защита от перепадов напряжения; [13] RRU ставится около антенны. Схема применения BBU+RRU+APM30H показана на рисунок 18. Рисунок 18  Схема применения BBU+RRU+APM30H RRU ставится около антенны. Что даёт возможность уменьшить затраты на прокладку оптоволокна и увеличить охват зоны покрытия системы. При совместной установке DBS3900 LTE и базовых станций 2G или 3G, BBU3900 может быть размещена в обычном статив, размеры которого составляют 19дюймов в ширину и 2 U в высоту для BBU3900. Возможно размещение RRU на крыше или мачте около антенны. При этом BBU3900 и RRU подключается к существующей системе питания и систему передачи базовой станции. Подобный способ, предоставляет оператору запустить услуги LTE на Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 55

основе имеющихся сетей 2G или 3G с очень невысокими расходами. 6.3 Выбор оптического кабеля. В оптическом кабеле происходит передача данный эффективнее, потому что передача происходит в среде близкой к идеальной. Оптический кабель существенно опережает иные технологические решения, в скорости передачи, надежности и дальности. объеме и По этой причине, в настоящий период времени альтернативы ему нет. Оптический кабель состоит из оптического волокна (световод), имеющий цилиндрическую форму состоящую из тонкого стеклянного волокна, в котором производится передача световых сигналов с длинами волны 0,85…1,6 мкм. Оптический кабель состоит из сердцевины и оболочки с различными показателями преломления. В сердцевине происходит передача электромагнитной энергии. Предназначение преломления оболочки – обеспечение наилучших показателей на границе «сердцевина – оболочка» и защита от внешних воздействий окружающей среды .На сегодняшний день применения нашли два типа оптических кабелей : многомодовые и одномодовые. Одномодовые световоды имеют большую пропускную способность и дальность передачи лучше. Кабели подразделяются на три группы:  кабели с повивной концентрической скруткой;  кабели с фигурным сердечником;  плоские кабели ленточного типа. В оптических кабелях помимо самого оптического волокна, находиться такие элементы:  стержни силовые упрочняющие, которые принимают на себя про- дольную нагрузку на разрыв; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 56

 армирующие элементы, увеличивающие устойчивость кабеля при воздействии механическом;  сплошные пластмассовые нити;  наружная защитная оболочка, зачищающая кабель от попадания во внутрь влаги, паров веществ и от механических повреждений. На сегодняшний день производство оптического кабеля налажено как в отечественных, так и зарубежных компаниях. В России крупными фирмами по производству оптических кабелей считаются: ЗАО «Москабель – Фуджикура», ЗАО НФ «Электропровод», ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» и ОАО «Завод Сарансккабель». В выпускной квалификационной работе с целью построения транспортной сети применены будут три вида оптических кабелей: для грунта, для подвеса и для прокладки в канализации. Преимущество при выборе поставщика оптического кабеля отдано продукции ЗАО НФ «Электропровод». ОКСТМ-1001-0.22-8(оптический осуществлении кабель) применяется при прокладки в грунте 1-3 категории, так же разрешено использование в местах зараженных грызунами, при размещении в защитных трубах, кроме того применяется при прокладке по кабельной канализации. В случаи необходимости разрешается проводить прокладку кабеля в туннелях, коллекторах, зданиях. Рисунок 19 - Оптическое волокно Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 57

Слои разделены полимерной оболочкой (материал, не поддерживающий горение). Так же между слоями проложен бронепокров: стальная ламинированная гофрированная лента. Следующий слои представлен в виде гидроизоляции: гидрофобный заполнитель или водоотталкивающая бумага. Наружный слой– это полимерная оболочка (полиэтилен или материал, не поддерживающий горение). Таблица 9 –Технические параметры кабеля марки ОКСТМ-10-01-0,22-8 Наименования Параметры Число волокон оптики в кабеле 4 ÷ 144 Значение наружного диаметра ка12,0 ÷ 21,6 беля, мм Расчётный вес 133÷ 149(кг/км.) Усилие на разрыв Кабель устойчив не менее 2,7 (кН) к растягивающим нагрузкам, кН Усилие на разрыв, Н/см 400 Н/см Допустимое ударное воздействие, 3,0; 10,0 не менее, Дж Температура в диапазоне °C от (- 40 °С до +70 °С) Кабель ОКСНМ - это кабель называется магистральный применяемый для оптического подвеса, внутри которого находиться центрнальный стеклопластиковый силовой элемент. В состав силового элемента входят до 24 оптических волокон. По верх оптических волокон имеется шланговая полиэтиленовая оболочка, защитная которая считается переферийным силовым элементом. Заполнители кабеля не обладают каплепадением до температуре 70 °С. Сопротивление внешнего покрова кабеля, при расчётах на 20 °С имеет не менее 2000 МОм·км (для кабелей которые не поддерживают горения, не менее Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 58

1000 МОм·км, от сюда можно сказать, что показатели улучшены в двое), измерения проводилось между бронепокровом и окружающей средой. В ходе проделанных испытаний было выяснено, что внешний покров кабеля выдерживает напряжение постоянного тока 20 кВ или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Гарантийный срок кабеля, включая во внимание срок хранения, хранения в составляет не менее 10 лет. При осуществлении упаковке поставщика в отапливаемых помещениях может увеличиться на 5 лет. Срок хранения входит в срок службы кабелей. Гарантийный срок эксплуатации кабелей – 2 года со дня ввода в эксплуатацию. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 59

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ При разработке проектной документации и расчете экономических и финансовых характеристик формирования сети связи, обязательно должны быть приведены главные технико – экономические показатели. 7.1 Расчет капитальных вложений в проект  Капитальные инвестиции и введение в использование нового оборудования формируются из следующих составляющих:  стоимость оборудования;  установка и монтаж оборудования;  стоимость строительно – монтажных работ (СМР);  транспортные расходы. В данном использование проекте все расходы по финансированию ввода в сети LTE предусматривается за счет собственных средств провайдера услуг. Затраты на прокладку кабеля (СΣ) рассчитаем по формуле: СΣ = Сок *·Lок, (6.1) где Сок – цена прокладки 1 км оптического кабеля по трубе и грунту, Сок = 160000 руб; Lок – длина прокладываемого оптического кабеля, Lок = 40 км. СΣ = 160000*40= 6400000 (руб). Расчет капитальных вложений на первом этапе приведен в таблице 10. Цена монтажа и оснащение оборудования рассчитывается в процентах от результата цены сетевого оборудования. Стоимость СМР вспомогательного оборудования рассчитывается дополнительного в процентах оборудования. от результата цены Промежуток обусловливается в связи с трудностью работ (15 – 30%) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 60

Таблица 10 – Расчет капитальных вложений на первом этапе Наименование и техническая характеристика оборудования, типы выполняемых работ Контроллер базовых станций eCNS600 Блок обработки базовых частот BBU3900 Цена единицы Стоимость с НДС итого, руб. 18%,руб. 1 586000 586000 3780000 14 270000 Выносной радиочастотный блок RRU3222 42 140000 5880000 Антена Remote Electric Tilt(RET) 42 65000 2730000 1 225000 225000 Радиобашня для установки eNB 14 180000 2520000 Источник бесперебойного питания 15 45000 675000 Конвектор «Timit W4CT 1104D 1500W» 14 47000 658000 40км 30 000 900000 40км 160 000 6400000 Количество iManager M2000 Кабель оптический ОКСТМ-10-01-0,22- 4Е(1.5) Монтаж оптического кабеля Итого Тара и упаковка 0,5% 24 354 000 121 770 Транспортные расходы 4% 974 160 Заготовительно-складские расходы 1% 243 540 Установка и настройка 15% 3653100 Сумма 4 870 800 Дополнительное оборудование Установочно-монтажные комплекты 60 Контейнер цельнометаллический для размещения оборудования 80 000 4 800 000 14 45000 630 000 14 25000 350 000 eNB, производитель ООО «ПМК» Блок грозозащиты Итого 5 780 000 ИТОГО по смете 35 004 800 Неучтенное оборудование 10% 3500480 Разовая плата за спектр для РЭС (100 МГц) 90000 ВСЕГО 38 595 280 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 61

Тара и упаковка составляют 0,5%, транспортные расходы – 4%, заготовительно – складские расходы – 1% от стоимости оборудования. Стоимость неучтенного оборудования – 10% от общей стоимости оборудования. Общие капитальные вложения на организацию сети связи в городе Саки Республики Крым составили К = 38 595 280 руб. 7.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов Эксплуатационными расходами (Рэк) Будем рассматривать затраты на производство услуг связи компанией. В текущие структуре эксплуатационных расходов включены расходы на содержание и сервис сети. Эксплуатационные расходы согласно собственной финансовой сущности выражают стоимость услуг связи в денежном выражении. Отсюда следует, что эксплуатационные расходы рассчитываются на основе группы расходов по экономическим элементам, установленной для всех сфер экономики компаний всех форм собственности:  заработная плата работникам;  страховые взносы в государственные внебюджетные фонды;  амортизационные отчисления;  материальные затраты;  прочие расходы;  Затраты на оплату труда  С целью выплат из годичного фонда заработной платы нужно установить количество производственного персонала. Выбранное в выпускной квалификационной работе не потребует непрерывного наличия обслуживающего оборудование персонала. По этой причине все группа согласно сервисному оснащению станет складываться из специалистов для аварийно – профилактических работ В таблице 11 приведен Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 62

рекомендуемый состав обслуживающего персонала .  Таблица 11 – Состав обслуживающего персонала Наименование должностей Оклад, руб. Количество, чел. Сумма з/п, руб. Инженер по обслуживанию и мониторингу сети 30 000 1 30 000 Электромеханик 25 000 1 25 000 Монтажник высотник 20 000 3 60 000 5 115 000 Итого (ФЗП) Величину общего годового фонда оплаты труда (ФОТг) можно рассчитать по формуле: ФОТг = ФЗП ·Nм·Пр·Кр· Квр, (6.2) где ФЗП – основной фонд заработной платы, ФЗП = 115 000руб.; Nм – количество месяцев в году, Nм = 12; Пр – размер премии, Пр = 1,3 (30%); Кр – районный коэффициент, Кр = 1,1; Квр – коэффициент, учитывающий доплату за работу с вредными условиями труда, Квр = 1,04. ФОТг = 115000 * 12 * 1,3 * 1,1 * 1,04 = 2 052 336 (руб.). Страховые взносы (СВ) в государственные внебюджетные фонды составляет 30% от ФОТ: CВ = ФОТг· 0,3 СВ = 2052336 * 0,3 = 615 700,8 (руб.) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 63

Амортизационные отчисления. Амортизационные отчисления (А) на полное восстановление производственных фондов определяются по формуле: А = Косн.i·На.i, где Косн.i – (6.3) первоначальная стоимость основных фондов (Косн.i состоит из затрат на оборудование); На.i – норма амортизационных отчислений основных фондов, На.i = 5%. А =38 595 280* 0,05 = 1 929 764 (руб.). Материальные затраты Величина материальных затрат (Мз) включает в себя оплату электроэнергии для производственных нужд, затраты на материалы и запасные части. Составляющие материальных затрат определяются по формуле: Мз = Зэн + Зм, (6.4) где Зэн – затраты на оплату электроэнергии; Зм – затраты на материалы и запасные части. Затраты на оплату электроэнергии определяются в зависимости от мощности оборудования по формуле: Зэн = Т · 24 · 365 · Р, (6.5) где Т – тариф на электроэнергию, Т = 4,20 руб./кВт/час; Р – мощность оборудования, Р = 6 кВт. Зэн = 4,20 * 24 * 365 * 6= 183 960 (руб.). Затраты на материалы и запасные части составляют 1 % от капитальных вложений К и определяется по формуле: Зм = К· 0,01 (6.6) Зм = 38 595 280 *0,01 = 385 952,8 (руб.). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 64

Величина общих материальных затрат составит: Мз = 183 960 + 385 952,8 = 569 912,8 (руб.). Аренда места подвеса для базовой станции на радиобашне у операторов подвижной сотовой связи. Общая стоимость аренды мест подвеса определяется по формуле: Зобщ. ар. = Зар·Nар, (6.7) где Зар – стоимость одного места подвеса в год, Зар = 220 000 руб. Nар – количество арендуемых мест подвеса, Nар = 14 Зобщ. ар. =220 000*14= 3 080 000 (руб.). Прочие расходы Прочие расходы учитывают общие производственные и эксплуатационно – хозяйственные расходы, ремонт и обслуживание зданий, некоторые типы налогов, страхование собственности, расходы на рекламу, аудит и представительские расходы. Прочие расходы рассчитываются по формуле: Зпр = 0,4 · ФОТ (6.8) Зпр = 0,4 * 2 052 336 = 820 934,4 (руб.). Расчет за пользование спектром Размеры единовременной платы за использование радиочастотного диапазона для радиотехнологий сотовой связи формируются согласно к каждой полосе радиочастот, выделенной решением ГКРЧ или указанной в лицензии по каждому субъекту Российской Федерации, подтвержденному в постановлении ГКРЧ или лицензии, для иных технологий – согласно каждому выдаваемому разрешению, и рассчитываются по следующей формуле : ПР=СР×КДИАП×КРЧ×КТЕХ; (6.9) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 65

где: ПР - размер разовой платы, руб.; СР - ставка разовой платы, руб.; КДИАП - коэффициент, учитывающий используемый диапазон радиочастот (для проектируемой сети LTE коэффициент равен – 0,3 ); КРЧ - коэффициент, учитывающий количество используемых радиочастот (радиочастотных каналов); КТЕХ - коэффициент, учитывающий технологию, применяемую при использовании радиочастотного спектра; Коэффициент, учитывающий количество используемых радиочастот (радиочастотных каналов) для РЭС, в том числе РЭС радиотехнологий сотовой связи и технологий, для которых в разрешении указана полоса радиочастот, вычисляется следующим образом: КРЧ =∑N; Где: КРЧ - коэффициент, дифференцируемый (6.10) от количества используемых радиочастот (радиочастотных каналов); N - количество используемых радиочастот (радиочастотных каналов). Расчет количества N для радиотехнологий сотовой связи и иных технологий, для которых полоса радиочастот указана в разрешении, проводится по формуле: N=ΔF (МГц)/1 МГц, (6.11) где: ΔF - полоса радиочастот, выделенная пользователю радиочастотным спектром (суммарная ширина полосы неповторяющихся радиочастотных каналов), или полоса радиочастот, указанная в разрешении. Тогда N=100 МГц/1МГц=100 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 66

Коэффициент, рассматривающий технологию, применяемую при использовании радиочастотного спектра, для радиотехнологий сотовой связи рассчитывается по следующей формуле: КТЕХ=КПЕРСП×КРЕГ×КСОЦ; (6.12) КПЕРСП - коэффициент, учитывающий перспективность технологии, применяемой при использовании радиочастотного спектра (для LTE систем – 0,1). КРЕГ - определенных коэффициент, учитывающий интенсивность выделенных полос радиочастот в субъекте применения Российской Федерации и сформированный на основании плотности населения на территории субъекта Российской Федерации, уровня формирования сетей мобильной радиотелефонной связи и уровня финансового формирования субъекта (части субъекта) Российской Федерации (Для города Саки Крег=0,9); КСОЦ - коэффициент, учитывающий степень социальной направленности внедрения технологии (для LTE системы - 1). Таким образом коэффициент КТЕХ =0,1*0,9*1=0,09. ПР=100000×0.9×100×0,03= 270000руб. Единовременная оплата за спектр введена в смету начальных расходов в таблице 7.1 и в ежегодные платежи она не входит ,таким образом в случае продления времени действия, переоформления или внесения изменений в постановления ГКРЧ, никак не связанных с переменой обстоятельств использования полос радиочастот, единовременная оплата не взимается. (п. 4 в ред. Приказа Минкомсвязи России от 04.09.2014 N 279). Размеры ежегодной платы для радиотехнологий сотовой связи устанавливаются применительно к каждой полосе радиочастот, выделенной решением ГКРЧ и указанной в лицензии по каждому субъекту (части субъекта) Российской Федерации, указанному в решении ГКРЧ или лицензии, для иных Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 67

технологий - применительно к каждому разрешению, и рассчитываются по следующей формуле: 4 П Г =  П Гi ( КВ ) i 1 , (6.13) где: ПГ(КВ)=СГ/4×КДИАП×КРЧ×КТЕХ×ДР/ДК; (6.14) ПГ - размер ежегодной платы, руб.; ПГ(КВ) - размер ежегодной платы за квартал, руб.; СГ - ставка ежегодной платы, руб. (290 000 руб.); ДР - количество дней действия разрешения в течение оплачиваемого квартала (91); ДК - количество дней в оплачиваемом квартале (в среднем 91). Коэффициенты применяются в отношении каждой радиочастоты (радиочастотного канала) или полосы радиочастот. Тогда ПГ(КВ)=290000/4×0,9×100×0,09×91/91=587 250 Ежегодные затраты на аренду частотного ресурса шириной 100 МГц. будут составлять 59 400 рублей. Результаты годовых эксплуатационных расходов приведены в таблице 12. Таблица 12 – Годовые эксплуатационные расходы Виды расходов Фонд оплаты труда годовой (ФОТг) Страховые взносы в государственные внебюджетные фонды (СВ) Амортизационные отчисления (А) Материальные затраты (Мз) Аренда мест подвеса БС (Зобщ.ар) Прочие расходы (Зпр) Аренда частоты ВСЕГО Сумма расходов, руб. 2 052 336 615 700 1 929 764 569 912 3 080 000 820 934 587 250 9 655 896 Таким образом, общие эксплуатационные расходы равны 9 655 896 млн. руб. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 68

7.3 Расчет тарифных доходов Сеть LTE проектируется отталкиваясь от принципа, что к ней подключится максимальное число абонентов. Проектируемая сеть LTE станет предоставлять абонентам обслуживание услуги доступа в сеть Интернет. Население в г. Саки составляет постоянно проживающих –25195 и временно проживающих 90000 человек за год, по статистическим данным в течении четырёх месяца в году с июня по сентябрь количество приезжих посе- тивших г.Саки составляет 80000, а в остальные восемь месяцев всего лишь 10000 человек посещают город . Число абонентов проектируемой сети для доступа к сети Интернет через USB – LTE модем (Nаб.инт), учитывая коэффициент проникновения услуги 30 %. Nаб.инт1 = 25195*0,30= 7559 (человек). для постоянно проживающих Nаб.инт2 = 20000*0,30= 6000 (человек). ежемесясно подключающихся на протяжения курортного сезона. Nаб.инт3 = 1250*0,30= 375 (человек). ежемесясно подключающихся на протяжения восьми месяцев Предполагаемые тарифные планы по предоставлению доступа в сеть Интернет с помощью USB – LTE модемов показаны в таблице 13-15. Таблица 13 – Предполагаемые тарифные планы и их стоимость для постоянно проживающих Тарифный план Mini Maxi VIP Примерное Стоимость число Скорость тарифа, Порог подключивших подключения руб./мес. ся пользователей Без 180 3Гб 3500 ограничения Без 249 13Гб 2500 ограничения Без 330 27 Гб 1559 ограничения Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 69

Таблица 14 – Предполагаемые тарифные планы и их стоимость для временно проживающих в течение четырёх месяцев Тарифный план Mini Maxi VIP Примерное Стоимость число Скорость тарифа, Порог подключивших подключения руб./мес. ся пользователей Без 200 3Гб 2900 ограничения Без 300 13Гб 1980 ограничения Без 350 27 Гб 1120 ограничения Таблица 15 – Предполагаемые тарифные планы и их стоимость для временно проживающих в течение восьми месяцев Тарифный план Mini Maxi VIP Примерное Стоимость число Скорость тарифа, Порог подключивших подключения руб./мес. ся пользователей Без 200 3Гб 180 ограничения Без 300 13Гб 120 ограничения Без 350 27 Гб 75 ограничения Суммарный тарифный доход от предоставления услуги доступа в сеть Интернет с помощью USB-LTE модема (D1) определяется по формуле: D1  i Ti * N i * 12 (6.15) где Ti – стоимость тарифного плана; Ni– предполагаемое количество абонентов, подключенных к данному Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 70

тарифному плану. D1.1 = [180·3500 +249·2500+330·1559]·12=[630000+622500+514470]*12 21 203 640 (руб.) для постоянных жителей D1.2 = [180·2900 +249·1980+330·1120]·4 =[522000+493020+369600]*4 5 538 480 (руб.) для временно проживающих в течении четырёх месяцев D1.3 = [180·180 +249·120+330·75]·8 =[ 32400+ 29880 + 24750]*8 696240 (руб.) для временно проживающих в течении восьми месяцев Суммарный тарифный доход D2= D1.1+ D1.2+ D1.3=27 438 360 (руб.) Доход от продажи USB – LTE модемов (D2) находим по формуле: D3 = Nаб.инт·(Zп – Zз), (6.16) где Zп – стоимость продажи одного USB – LTE модема, Zп = 2 450 руб.; Zз – закупочная цена одного USB – LTE модема, Zз = 1 750 руб. D3 = 16559 · (2 450 – 1850) = 9 935 400 (руб.). Общий тарифный доход от услуг связи сети LTE рассчитывается по формуле: Dобщ = D2+D3 (6.17) Dобщ = 27 438 360+ 9 935 400= 37373760 (руб.). 7.4 Оценка показателей экономической эффективности проекта в первый год эксплуатации Срок окупаемости – временной период, когда реализованные проект начинает приносить прибыль, превосходящую ежегодные затраты. Для оценки срока окупаемости можно воспользоваться принципом расчёта чистого денежного дохода (NPV), который показывает величину дохода на конец n-го периода времени. Данный метод основан на сопоставлении величины исходных инвестиций (IC) с общей суммой дисконтированных Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 71

чистых денежных поступлений (PV) за весь расчетный период. Иными словами, этот показатель представляет собой разность дисконтированных показателей доходов и инвестиций, рассчитывается по формуле: NPV  PV  IC (6.18) где: PV – денежный доход; IC – отток денежных средств в начале n-го периода. T PV   Pn n 1(1  i) n , (6.19) где: Рn – доход, полученный в n-ом году, i – норма дисконта, Т – количество лет, для которых производится расчет. m IC   In n -1 n 1 (1  i) , (6.20) где: In – инвестиции в n-ом году, i – норма дисконта, m – количество лет, в которых производятся выплаты. Ставка дисконта может быть рассчитана различными способами, наиболее простым является кумулятивный, при котором в качестве нее выбирается средняя ставка по долгосрочным валютным депозитам и составляет приблизительно 20 %. Данная ставка формируется в основном под воздействием внутренних рыночных факторов. Параметр P показывает прибыль, полученную за некоторый год, без учета предыдущих лет. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 72

Таблица 16 – Оценка экономических показателей проекта с учетом дисконта Год Р 0 1 2 3 4 5 6 7 PV 0 37373760 27 438 360 27 438 360 27 438 360 27 438 360 27 438 360 27 438 360 I 0 31144800 50199216,6 66 077 897,15 79 310 130,9 90336992,4 99526043,6 107183586,3 IC 38 595 280 9 655 896 9 655 896 9 655 896 9 655 896 9 655 896 9 655 896 9 655 896 38 595 280 48 251 176 56297756 64 344 336 69932238,8 74 588 824,4 78469312,4 81703052,4 NPV -38 595 280 -17106376 -6098539 1733561 9377892 15748168 21056731 25480533 Как видно из таблицы, положительная разница между доходами и расходами появляется на 3 году. Точный срок окупаемости приведен ниже. Точный срок окупаемости можно рассчитать по формуле: PP  T  NPVn /(| NPVn 1 |  NPVn ) , (6.21) где Т – значение периода, когда чистый денежный доход меняет знак с «-» на «+»; NPVn – положительный чистый денежный доход в n году; NPVn-1 – отрицательный чистый денежный доход по модулю в n-1 году. РР=3 + 1733561,15/(-6098539,4+1733561,15) =3.2 года. Индекс рентабельности представляет собой относительный показатель, характеризующий отношение приведенных доходов приведенным на ту же дату инвестиционным расходам и рассчитывается по формуле: T PI   Pn n 1 (1  i) m n / ICn n 1 (1  i) n -1 , (6.22) PI > 1, то проект следует принимать; если PI < 1, то проект следует отвергнуть; если PI = 1, то проект ни прибыльный, ни убыточный. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 73

PI= 107183586,3/ 81703052,4= 1,31 Так как полученный IP>1 ( 1,31), то проект является рентабельным. Внутренняя норма доходности (IRR) – норма прибыли, порожденная инвестицией. Это та норма прибыли, при которой чистая текущая стоимость инвестиции равна нулю, или это та ставка дисконта, при которой дисконтированные доходы от проекта равны инвестиционным затратам. Внутренняя норма доходности определяет максимально приемлемую ставку дисконта, при которой можно инвестировать средства без каких-либо потерь для собственника. IRR должен быть выше средневзвешенной цены инвестиционных ресурсов: IRR  i где i – ставка дисконтирования Расчет показателя IRR осуществляется путем последовательных итераций. В этом случае выбираются такие значения нормы дисконта i 1 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 (6.23) где i1 – значение табулированного коэффициента дисконтирования, при котором NPV>0; i2 – значение табулированного коэффициента дисконтирования, при котором NPV<0. I1=20; NPV1=6098539,4 1733561,15 I2=24; NPV2= 1733561,15 =23,1% Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 74

Согласно расчётам, внутренняя норма доходности проекта составляет 23,1 %, что значительно больше значения цены капитала, за которое принято 10 %, это означает, что проект выгоден в реализации и функционировании. Результаты произведённых расчётов технико-экономических показателей сводим в таблице 17. Таблица 17 - Технико – экономические показатели проекта Показатели 1. Количество планируемых абонентов Значение 13934 2. Пропускная способность сети, Мбит/с 2368 3.Количество базовых станций стандарта LTE, шт. 14 4. Капитальные вложения общие, руб. 38 595 280 6. Годовые эксплуатационные расходы руб. 9 655 896 10. Срок окупаемости капитальных затрат, лет 3,2 11. Индекс рентабельности, % 1,31 12. Численность персонала, человек 13. Внутренняя норма доходности IRR, % 5 23,1 Полученные технико – экономические показатели свидетельствуют о том, что данный проект предоставления беспроводного доступа по технологии LTE в г. Саки является экономически эффективным и его реализация целесообразна Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 75

8 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 8.1 Охрана труда при строительно-монтажных работах Всё специализированное оборудование фирмы «Huawei», и коммутаторы фирмы «Cisco» применяемые в дипломном проекте обладают сертификаты соответствия, имеющие требования по безопасности. Рабочие обязаны прочно фиксироваться карабином защитного пояса к системам, в местах, которые предварительно показаны изготовителем работ (мастером). Монтажникам, исполняющим электрогазосварщиками, предназначены вспомогательные работы с щитки или очки с защитными стеклами. Рабочие, занимающиеся монтажом систем, должны находиться в спецодежде и спец обуви. Подъемные автомобили, механизмы и приспособления, должны быть зарегистрированы и технически освидетельствованы в соответствии с инструкциями Госгортехнадзора. Общая масса поднимаемой системы и захватного устройства не может быть больше грузоподъемности крана при заданном вылете стрелы. Сначала груз приподнимают на высоту 100 мм с целью контроля точности подвески, стабильности крана и прочности действия его тормозов, а далее на предназначенную отметку. Над попадающимися преградами, груз перемещают на дистанции 0,5 м по горизонтали. В случаи ветра мощью 6 баллов (скорость 10,8... 13,8 м/с) работу заканчивают, а кран фиксируют с помощью противоугонных устройств. Монтажные лебедки применяемые для подъема грузов проверяют один раз в год нагрузкой, в 1,25 раза превышающей допустимую, а лебедки с целью подъема людей проверяют статическими и динамическими нагрузками, Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 76

превышающими их грузоподъемность соответственно в 1,5 и 1,1 раза. Домкраты подвергаются испытанию раз в год статической нагрузкой, превышающей максимальную грузоподъемность на 10 %, протяжённостью 10 мин. Сменные грузозахватные приспособления проходят техническое освидетельствование каждый раз после ремонта, кроме того через каждые 6 месяцев осматривают и производится испытание нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их возможную грузоподъемность, с продолжительностью 10 мин. Личности, несущие ответственность подъемных автомобилей, либо прорабы или специальные знания, за содержание специалисты, имеющие производят осмотр траверса не реже чем каждые 6 месяцев, щипцы и прочие захваты — через месяц, стропы, тару, цепи — через каждые 10 дней. В случаи пережима, сплющивания, уменьшении диаметра на незначительный длине, наличие слабины, либо выпирание прядей, появление неремонтируемых петель на тросах, стропы не разрешаются к эксплуатации. Установка строительных систем ведётся под управлением прораба или специалиста по ППР, в котором находятся предписания по охране труда. Сочетание монтажа с какими-либо иными работами параллельно в пределах монтажного места запрещается. Перед установлением конструкцию чистят и в случаи необходимости красят и усиливают. С целью избежания раскачивания устанавливаемые системы подвергаются закреплению оттяжек из пенькового троса. Все работы обязаны производиться согласно документу «Правила по охране труда при работах на телефонных станциях и телеграфах» ПОТ РО-45-007-96. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 77

8.2 Требования безопасности при эксплуатации антенно-мачтовых сооружений Оснащение и ремонт антенно-мачтовых сооружений сопряжено с опасностью такой как падения с высоты, влияния электрического тока, по этой причине необходимо ЭМП и воздействие при выполнении работ следует строго соблюдать правила ТБ. К ремонту и дооснащению антенно-мачтовых сооружений должны допускаются лица старше 18 лет, знающие специальное оборудование и без медицинских отклонений, способные выполнять работу на высоте. Диагностика, ремонт производимый на антенно-мачтовых сооружениях , на фидерах транслирующих радио и телевизионное вещание обязаны выполняются по наряду. Наряд на обслуживание и другую работу на антенномачтовых и фидерных сооружениях предоставляет уполномоченный главный инженер или антенной группы. Уполномоченный антенной группы назначается ответственным руководителем работ. Руководитель работ даёт наряд, который имеет V квалификационную категорию, ответственный управляющий — должен иметь категорию не ниже четвертой, а производитель работ — не ниже третьей. В случае если руководитель антенной группы обладает знаниями в двух этих сферах, в таком случае он способен принимать участие в работе только лишь одной бригады, не обладая полномочия руководить работами, исполняемыми иными бригадами. Перед работой проводится инструктаж по безопасному выполнению текущий инструкций, со всеми членами бригады. В случаи надобности инструментов при работе на высоте, они крепятся к люльке, а небольшие механизм и составляющие укладываются в монтерскую сумку, которая фиксируется на люльке. Ставить инструменты на системы мачт строго запрещается, в случаи падения они могут нанести травмы находящихся снизу людей. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 78

Ручная лебедка предназначенная для подъёма люльки, которую должны обслуживать как минимум двое рабочих. Рабочие обязаны знать правила безопасного ведения работ. Крутить ручку лебедки следует таким образом, чтобы темп подъема или спускания не был более 20 м/мин. Кроме того рабочие не имеют права отпускать ручку лебедки из рук, что-бы не началось её самопроизвольное движение. Трос обязан поступать к лебедке в горизонтальном положении и только лишь поверх барабана. Использовать лебедку с повреждённым тормозом либо отключенной защелкой храпового колеса запрещается. Вести манипуляции с люлькой рабочие имеют право согласно только лишь сигналу мачтовика-антенщика. В случае если мачты обладают существенной высотой, то мачтовик-антенщик пользуется мегафон, который следует присоединять к люльке. В случаи передвижений люльки необходимо наблюдать за тем, чтобы трос никак не затрагивал мачты или антенны в избежание его обрыва. Наблюдение за оттяжками, изоляторами и разрядниками мачтовик- антенщик ведёт из в люльке. 8.3 Молниезащита Система молниезащиты предназначена для защиты строений от ударов молний и исключает комплектующие возможность причинить молниезащиты популярных ущерб. Приобрести европейских компаний, из числа каковых OBO Bettermann, Citel, BS – Technic, Shirtec, Вы сможете в нашей компании. При сооружении молниезащиты применяются молниеприемники, молниеприемная тросовая система Система состоит сетка. отдельные молниезащиты из и молниеприемной особая части, устройства заземления, системы выравнивания потенциалов. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 79

Молниеприемник – предназначен для приема и отвода электрических разрядов молнии к специально созданным замкнутым контурам, которые сооружаются соединенного из круглого проводника выполняющим роль молниеприемника. со стержнем, Энергия молнии отводится к устройству заземления по специально проложенным по стенам и крышам сооружений токоотводам. Заземляющее устройство предназначено для распределения энергии по земле и защиты электрических установок в здании. Существуют следующие виды сооружения: комбинация очагов и контуров, контур около строения. При установке заземления требуется обеспечит наименьшую сезонную зависимость сопротивления от перепадов температур, а также коррозии. Система молниезащиты должна быть защитить от спроектирована смонтированы согласно требованиям предусмотренных в и нормативных документах: С 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87. 8.4 Пожаробезопасность Важным фактором строительства сети является, пожаробезопасность под которой подразумевается подобное положение объекта, в присутствии которого с огромный вероятностью предотвращается вероятность появление пожара, а в случае его появления предоставляется успешная защита людей от небезопасных и вредоносных условий пожара и защита материальных ценностей. На производственных объектах устанавливаются системы устранение пожаров и систем пожарной защиты, для обеспечения пожарной безопасности. Внутри здания обязаны находиться средства с целью тушения возгорания (огнетушители). Оборудование помещения средствами тушения может быть решена, как на стадии проектирования, так и в ходе эксплуатации. Условиями, порождающими возгорание, считаются компьютеры и прочее Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 80

электрическое оборудование. Частым очагом пожара считается табакокурение в запрещенных зонах и легкомысленное обращение с пламенем персонала. Основной источник огня, вызван применением электрической энергии. В первую очередь это короткое замыкание, которое сопутствуются огромным тепловыделением, появляется в области замыкания дуги. Электроустройства могут находиться под напряжением, в таком случае применять воду и пену с целью тушения пожара нельзя, так как данный способ послужит причиной электрических травм. По этой причине для тушения пожаров в помещении возможно применять или порошковые составы, или установки углекислотного тушения. предусмотрены только Однако так лишь с как целью последние тушения маленьких источников возгорания, то сфера их использования ограничена. По этой причине для тушения пожаров используются порошковые составы, которые имеют следующие свойства: диэлектрики, практически не токсичны, не контактируют с металлом, т.е не вызывают коррозию, не разрушают диэлектрические лаки. Установки порошкового пожаротушения представлены на рынке как портативными экземплярами, так и стационарными, при этом стационарные могут быть с ручным, дистанционным и автоматическим включением. На сегодняшний день применяются модульные порошковые установки ОПА-50, ОПА-100, УАПП. 8.5 Электробезопасность Для работы требований: пройти на базовой станции (БС) необходимы пройти ряд медицинское освидетельствование, вступительный инструктаж, обучение на рабочем месте, ознакомление с правилами по охране труда и обладать квалификационной группой по электробезопасности не ниже Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 81

третьей. Работники БС обязаны: Соблюдать принципы внутреннего рабочего распорядка; Знать и придерживаться принципам охраны труда вовремя работы на базовых станциях согласно обязанностям, каждый год проходить подготовку для третьей группы по электробезопасности; Знать процедуру контроля и использования ручного, механического и электронного инструмента, кроме того устройствами для обеспечения безопасного производства работ (стремянки, лестницы и др.), средствами защиты (диэлектрические перчатки и ковры, инструмент с изолирующими рукоятками, индикаторами напряжения, предохранительные очки ); Осуществлять только лишь ту работу, что написана в указании по эксплуатации оборудования или должностными инструкциями, утверждёнными администрацией компании, и при обстоятельствах, что безопасные методы её исполнения хорошо знакомы; Понимать и обладать навыками оказания первой медицинской помощь потерпевшим от электрического тока и в случаях иных несчастных происшествий; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы была разработана широкополосная сеть абонентского доступа в городе Саки Республика Крым. В результате процесса проектирования сети LTE были решены следующие задачи: -Анализ существующей сети связи в городе Саки Республика Крым, который показал о целесообразности использования беспроводной передачи данных LTE - Выполнен обзор технологии LTE, признаков, отличающих данную технологию от других технологий широкополосного доступа; -Разработаны требования к проектируемой сети и схема организации связи - Описано оборудование, примененное при построении сетей LTE в г. Саки; -Выполнен расчет технико-экономических показателей проекта, где капитальные затраты на реализацию сети связи составили 38 595 280. Срок окупаемости составляет 3 года 2 месяца. При оценке емкости сети связи было определено, сколько потенциально необходимо иметь БС для того, чтобы удовлетворить потребности абонентов в таких услугах, как мультимедиа и передача данных с высокой скоростью. Также расчет показал что по сравнению с существующими сетями 3G сеть LTE более эффективна, и расширяет возможности в удовлетворении потребностей абонентов. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 83

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Бабаков В. Ю., Вознюк М. А., Михайлов П. А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие для ВУЗов. – М: Горячая линия – Телеком, 2010. 2. Вишневский В. М., Портной С. Л., Шахнович И. В. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. – М.: Техносфера, 2009. 3. Гельгор А. Л. Технология LTE мобильной передачи данных: учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. 4. Гольдштейн Б. С., Соколов Н. А., Яновский Г. Г. Сети связи: Учебник для ВУЗов. – СПб.: БХВ – Петербург, 2010. 5. Каринен Х. Сети UMTS. Архитектура, мобильность, сервисы. – М.: Техносфера, 2009. 6. Печаткин А. В. Системы мобильной связи. Часть 1. – РГАТА, Рыбинск, 2010. 7. Тихвинский В. О., Терентьев С. В., Юрчук А. Б. Сети мобильной связи LTE: технология и архитектура. – М.: Эко-Трендз, 2010. 8. Севастьянов Б.В., Лисина Е.Б. Учебно-методическое пособие для выполнения раздела «Безопасность и экологичность проекта» в дипломном проектировании. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. – 61 с. 9. Девицына С. Н. Методическое указание по дипломному проектированию по специальностям: «Сети связи и системы коммуникаций». – Ижевск.: Изд-во ИжГТУ, 2006. 10.Трибушная В.Х. Учебно-методическое пособие для выполнения раздела «Технико-экономическое обоснование дипломного проекта» - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. – 25 с. 11.Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика, теория и практика. – М.: Кудиц – Пресс, 2008. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 84

12.ГОСТ 464-79, «Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов и антенн систем коллективного приема телевидения». 13.Общие и технические данные BTS3900 – http://enterprise.huawei.com сайт [Электронный ресурс]/ компании HUAWEI / URL: enterprise.huawei.com›br/products/network (дата обращения: 1.06.2016). 14.Дальман, Э. Радио-интерфейс LTE в деталях / Э. Дальман, А.Фурускар, И. Ядинг. – М.: Сети и Системы связи, 2008. LTE 15.Варукина Лидия, к.т.н., менеджер компании Nokia Siemens Networks. Упражнение по планированию радиосетей LTE, а также о технических предпосылках объединения операторов. – http://www.mforum.ru [Электронный Мобильный ресурс] / форум./URL: http://www.mforum.ru/arc/20110520_LTE_RNP_Varukina_180511.pdf (дата обращения: 29.05.2016). 16.http://saki-rada.gov.ua/index.php?page_id=2 – официальный сайт в сети Интернет Сакского городского совета. Город-курорт (дата обращения: 21.05.2016). 17.http://www.huawei.com– официальный сайт в сети Интернет компании «Huawei» (дата обращения: 27.05.2016). 18.www.forum4g.ru – форум о 4G: WiMAX и LTE (дата обращения: 17.05.2016). 19.www.mforum.ru – мобильный форум России (дата обращения: 6.05.2016). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11070006.11.03.02.092.ПЗВКР 85

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв