Проект внедрения технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

Определим набор тестов для проверки работоспособности систем WDM и основных характеристик сети, включая передачу оптического сигнала, мультиплексирование, управление, мониторинг характеристик и живучесть сети. Все тесты разделяются на пять категорий:

- тесты на сетевую совместимость;

- сдаточные тесты (перед вводом в эксплуатацию);

- тесты при техническом обслуживании и мониторинге;

- тесты на совместимость с оборудованием других производителей;

- тесты на целостность внутренних соединений сети [22].

Тесты на сетевую совместимость  необходимы для проверки совместимости волоконно-оптических и электрических интерфейсов существующих сетей и компонентов сети WDM. Важнейшие из этих тестов - измерение затухания сигнала в линии, измерение потерь на отражение и измерение поляризационной и хроматической дисперсии.

Измерение затухания в линии  на длине волны 1310 нм и 1550 нм позволяет выявить оптические неоднородности в волокне и определить, соответствует ли волокно заданным требованиям. Измерение мощности отраженных сигналов от соединителей и мест стыковки волокон позволяет определить допустимые пределы уровней одиночного и многократных отражений.

Измерение хроматической и  поляризационной модовой дисперсии при монтаже современных оптических кабелей обычно не проводится (кроме случаев, когда в системе применяют компенсацию дисперсии), поскольку эти параметры волокон указываются производителем кабеля. Однако измерение дисперсии становится необходимым для систем с высокой скоростью передачи (STM-64), если предполагается использовать оптические кабели старой прокладки, а также в тех случаях, когда из-за большой протяженности линии связи дисперсия в волокне достигает максимально допустимых значений.

Перед вводом в эксплуатацию необходимо провести всестороннее тестирование характеристик передачи сигнала, включая измерение параметров передатчиков и приемников и изучение поведения ошибок передачи. Длина волны излучения лазера может смещаться из-за отклонений тех или иных контрольно-измерительных параметров в процессе производства, температурных сдвигов и т.д. Аналогичного может происходить уширение спектральной полосы излучения лазера. При этом важно, чтобы смещение центральных длин волн каналов, а также уширение спектров канальных лазеров было в пределах допустимых значений.

Оптическое тестирование линий  связи необходимо производить, когда  система полностью смонтирована, а все компоненты согласованы  и работают совместно [6].

Дисперсию в линии связи между передатчиком и приемником необходимо измерять на каждой рабочей длине волны, включая вводимые или выделяемые оптические каналы в промежуточных точках, и убеждаться, что во всех случаях она находится в допустимых пределах. Следует измерить оптическую мощность и отношение сигнал/шум на входе в приемник. Для балансировки уровней сигнал/шум всех каналов системы WDM используют анализатор оптического спектра OSA, наблюдая с его помощью за изменениями OSNR при варьировании уровня сигнала передатчиков.

Возможное число длин волн в системе WDM ограничено рабочим диапазоном усилителей, перекрестными помехами, смещениями мощности и центральных длин волн каналов в компонентах, нелинейностями волокна и точностью выравнивания многоступенчатых фильтров. Для компенсации потерь мощности сигнала широко используются оптические усилители, но при этом необходимо тщательно учитывать влияние накопления шумов и перекрестное насыщение усиления, чтобы минимизировать отклонения мощности сигнала. Важнейшие параметры, которые необходимо измерить перед вводом системы в эксплуатацию - длина волны каждого канала, амплитуда смещения уровня мощности и центральной длины волны канала, оптическое отношение сигнал/шум, частотный интервал между каналами, изоляция каналов, вносимые потери, шумы усилителя, равномерность коэффициента усиления, относительный уровень ошибок, нестабильность (дрожание) сигнала и временная задержка передачи [6].

Тесты при техническом обслуживании и мониторинге. К этой категории  относятся тесты, используемые для проверки работоспособности сети и ее элементов. Наряду с тестированием работы сети проверяется и система сетевого управления - ее функции, сетевые элементы, ответственные контроль связи между удаленными узлами и способные локализовать неисправность на линии связи или обеспечить переключение на резервные каналы/элементы системы связи.

Техническое обслуживание систем WDM означает поддержание всех параметров системы в заданных пределах, в частности, обеспечение стабильности длины волны оптических каналов и заданного уровня мощности оптического сигнала.

Мониторинг характеристик сети и выявление неполадок также  относится к тестам при техническом обслуживании. Необходимо постоянно контролировать работоспособность сети, ее безопасность и важнейшие параметры, включая управление сетью. Администратор сети должен иметь возможность полного контроля состояния всей сети. Для наблюдения за параметрами линии связи и передачи информации о состоянии сети может использоваться отдельный, специально предназначенный для этого контрольный канал.

Тесты на совместимость с оборудованием  других производителей. Эти тесты  проводятся для того, чтобы определить, может ли система взаимодействовать с оборудованием других производителей.

Достаточно часто при подключении  оборудования других производителей приходится использовать оптические преобразователи, что приводит к увеличению сложности и стоимости системы. Чтобы избежать этого, физические характеристики сигнала (длина волны, скорость передачи, формат кодировки) на интерфейсах сети должны быть стандартизированы. Международные организации по стандартизации (ITU и другие) активно занимаются разработкой стандартов для оптических интерфейсов, архитектур сетей, систем управления, а также для процедур тестирования, позволяющих устанавливать соответствие интерфейсов определенным стандартам [6].

Тесты на целостность внутренних соединений сети. К этой категории относятся тесты для проверки работоспособности и безотказности работы внутренних соединений сети. Еще недавно системы WDM использовались в основном на протяженных линиях связи с топологией "точка-точка", и безотказность работы оптической сети практически полностью обеспечивалась на электронном уровне с помощью аппаратуры SDH. Однако конфигурация современных сетей, в которых используются оптические мультиплексоры ввода/вывода OADM, может динамически изменяться. В ближайшем будущем появятся мощные коммутаторы и маршрутизаторы, способные обеспечить маршрутизацию оптических каналов с различными длинами, а также устройства оптической кросс-коммутации, позволяющие создавать сети с более гибкими топологиями. Значительное внимание уделяется построению сетей с восстанавливаемой топологией, основанной на самовосстанавливающихся кольцах, разнотипной маршрутизации и алгоритмах распределения на основе ячеистых архитектур. В свете этих технологических достижений осуществление полного контроля в сети и ее защита становятся невероятно сложными. Тем не менее, контролировать целостность всех внутренних соединений сети необходимо, чтобы гарантировать надежность и безотказность предоставляемых услуг [6].

 

8 Оценка технико-экономической эффективности проектируемой ВОЛП

В дипломном проекте предусматривается модернизация ВОСП на участке г.Новосибирск - г.Кемерово с использованием системы волнового уплотнения WDM  по существующему кабелю ОКБ-М8Т-10-0.22-24. Магистраль составляет 350 км. Общее число каналов 4352 . Для оценки технико-экономических эффективности проектируемой ВОСП произведем расчет экономических показателей в соответствии с последовательностью, изображенной на рисунке 8.1.

 

Рисунок 8.1 - Последовательность расчета

8.1 Исходные данные

1. Общее число каналов на участке г. Новосибирск - г.Кемерово - 4352

2. Длина магистрали - 350 км

3. Число 2 Мбит/с потоков - 145

8.2 Расчет оборудования

Количество оборудования системы  передачи в ОП, НРП определяется в соответствии с необходимым числом каналов и комплектацией аппаратуры. По проекту, согласно рассчитанной длины регенерационного участка, для аппаратуры WDM на магистрали г.Красноярск – г. Кемерово достаточно установить 3 линейных оптических усилителя.

8.3 Расчет капитальных затрат

Капитальные вложения - это затраты  на расширение воспроизводства основных производственных фондов.

Капитальные вложения являются важнейшим  экономическим показателем, так как непосредственно характеризуют, во что обходится создание новых сооружений техники связи.

Сметная стоимость оборудования определяется с учетом затрат на тару и упаковку оборудования, транспортных затрат и  заготовительно-складских расходов, которые рассчитываются укрупнено в процентах от стоимости оборудования. В расчете использованы цены текущего года.

Проведем расчет капитальных затрат на оборудование, результаты расчетов сведем в таблицу 8.1.

В структуре капитальных затрат на модернизацию ВОСП будут отсутствовать затраты на строительство линейных сооружений, так как происходит реконструкция существующей ВОСП без замены кабеля, затраты на строительство зданий ОП, так как обустройство этих пунктов предусматривается в существующих зданиях и сооружений ЭПУ, которые имеются в заданных пунктах.

Таким образом, капитальные затраты:

  (8.1)

Таблица 8.1 - Смета капитальных затрат на оборудование

Наименование  затрат	Количество	Стоимость   единицы,  тыс. руб.	Общая   стоимость,   тыс. руб.
1	2	3	4
А. Оборудование ОП
1. Оборудование DWDM   Spectral Wave фирмы NEC	2	11377,60	22755,20
Оборудование  ОУП
1. Оборудование DWDM	4	7236,00	28944,00
Итого			51699,20
Стоимость неучтенного оборудования	10%		5169,92
Итого		-	56869,12
Тара и упаковка	0,3 %		170,61
Транспортные  расходы	13,1%		7449,85
Итого			7620,46

Продолжение таблицы 8.1

Заготовительно-складские расходы	5,5 %		3127,80
Итого по разделу А			67617,38
Б. Монтаж и настройка оборудования	24%		16228,177
Всего по смете (А + Б)			83845,55

 

Капитальные затраты на контрольно-измерительную  аппаратуру:

   тыс. руб. по данным ОАО «Ростелеком»

Общие капитальные затраты:

   тыс. руб.

Таблица 8.2 - Расчет капитальных затрат на проектируемый участок

Наименование  капитальных затрат	Капитальные затраты, тыс. руб.	Структура затрат, %
1. Каналообразующая  аппаратура ОП, ОУП	83845,55	99,30
2.Контрольно-измерительная  аппаратура	1974,27	0,47
3.ЭПУ	946,95	0,23
Всего	86766,77	100

 

8.4 Расчет численности производственных работников

Количество технического персонала  ЛАЦ ОП на текущее обслуживание, профилактику каналов и оборудования принимается 2 человека на станцию. Численность работников кабельного участка определим по формуле:

   ,  (8.2)

где - протяженность i-ro типа кабеля;

- норматив на обслуживание i-ro типа кабеля ( = 6 чел-час на 1км волокна);

- месячный фонд рабочего  времени ( =173 часа в месяц);

- коэффициент, учитывающий  резерв на подмену работников  во время отпуска ( = 1,08).

Штат кабельного участка:

Численность работников на содержание ОУП:

   ,  (8.3)

где - количество ОУП;

- норматив обслуживания, на  одного человека 10 ОУП.

ед.

Общая численность производственных работников по обслуживанию магистрали:

    (8.4)

  

8.5 Затраты на эксплуатацию

Затраты на эксплуатацию включают в  себя:

- годовой фонд оплаты труда  - ;

- отчисления на социальные нужды  - ,

- затраты на материалы и запасные части - ;

- затраты на электроэнергию - ;

Годовой фонд оплаты труда рассчитаем по формуле (8.5):

    (8.5)

где - штат работников;

- среднемесячная зарплата, равна 6000 рублей;

- территориальный коэффициент,  для заданной местности 1,3;

  

Затраты на социальные нужды - пенсионный фонд, социальное страхование, медобслуживание - определяются в размере 26 % от фонда

оплаты труда, следовательно:

  

Затраты на электроэнергию определяются по формуле (8.6):

    (8.6)

где - количество единиц оборудования определенного типа;

- мощность, потребляемая за  час работы единицей оборудования, кВт;

- время действия оборудования  в часах за год;

- коэффициент полезного  действия, равный 0,8;