Строительство телекоммуникационной сети доступа между крупным населённым пунктом Юкки и коттеджным посёлком Юкки в Порошкино

РЕФЕРАТ

Темой дипломного проекта  является строительство телекоммуникационной сети доступа между крупным населённым пунктом Юкки и коттеджным посёлком Юкки в Порошкино.

Пояснительная записка  содержит 108 страниц, 21 рисунок,                   17 таблиц.

Ключевые слова: телекоммуникационная сеть доступа, волоконно-оптический кабель, пассивная сеть,  оптическое волокно, технология Ethernet и т.д.

В данном проекте осуществлен  выбор топологии сети доступа, технологии передачи, типа оптического кабеля и оборудования, отвечающего всем требованиям пассивной сети. Рассмотрены основные вопросы по организации строительства телекоммуникационной сети доступа и вопросы прокладки волоконно-оптического кабеля.

Осуществлен анализ и  разработаны мероприятия по обеспечению  безопасности жизнедеятельности и пожарной профилактики. Приведен расчет технико-экономических показателей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

	Введение	7
1.	Описание посёлка	9
1.1.	Предистория посёлка	9
1.2.	Требования к услугам	11
1.3.	План посёлка	12
2.	Выбор топологии и сети доступа	13
2.1.	Пассивные оптические сети	13
2.2.	Сравнение возможных  топологий сети	15
2.3.	Физическая топология	18
2.4.	Выбор топологии и  сети	19
2.5.	Расчёт расстояния до каждого абонента	25
3.	Выбор оптического кабеля	27
3.1.	Структура и типы оптических волокон	27
3.2.	Основные параметры  оптических волокон	34
3.3.	Классификация оптических кабелей	42
3.4.	Анализ существующих кабелей российского производства	44
3.5.	Характеристики кабелей	46
4.	Выбор оборудования	52
4.1.	Выбор аппаратуры	52
4.2.	Описание аппаратуры	52
5.	Расчёт бюджета мощности	61
5.1.	Затухание сигнала	61
5.2.	Расчёты затухания	63
5.3.	Расчёт затухания для  максимально отдалённого дома	65
6.	Рекомендации по строительству	66
6.1.	Необходимая документация	66
6.2.	Основные решения по строительству	67
6.3.	Организация подготовительных работ	68
6.4.	Технология строительства  линейных сооружений связи	68
6.5.	Транспортные работы	68
6.6.	Подготовка автотранспорта	70
6.7.	Механизированная кабелеукладочная колонна	70
6.8.	Бригада по монтажно-измерительным  работам	71
6.9.	Размещение кабельных  площадок на трассе	71
6.10.	Входной контроль	72
6.11.	Прокладка кабеля	72
6.12.	Монтаж оптического  кабеля	82
7.	Мероприятия по БЖД	87
7.1.	Анализ трудовой деятельности и производственной среды	87
7.2.	Мероприятия по эргономическому  обеспечению	89
7.3.	Мероприятия по технике  безопасности	91
7.4.	Мероприятия по пожарной профилактике	93
7.5.	Правила техники безопасности при прокладке ОВ	95
7.6.	Защита кабеля от молний	95
7.7.	Вывод	97
8.	Технико-экономический  расчёт	98
8.1.	Расчёт капитальных  вложений на строительство  телекоммуникационной сети доступа	98
8.2.	Расчёт годовых эксплуатационных расходов	101
8.3.	Расчёт срока окупаемости капитальных  вложений	104
	Заключение	107
	Список использованной литературы	108

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Первые оптоволоконные сети появились около тридцати лет  назад и, в первую очередь, использовались для решения задач, стоящих перед  оборонными ведомствами. Системы, разработанные  в первом десятилетии, были востребованы в телефонных сетях и военных приложениях, использовали для передачи данных многомодовое градиентное волокно, а данные передавали в первом окне прозрачности — на волнах длиной от 800 до 900 нм.

Следующий этап был связан с переходом на одномодовое волокно и освоением нового окна прозрачности — для длин волн около 1300 нм. Переход на одномодовые волокна позволил повысить и скорость, и максимальные расстояния передачи данных. Оптические транки приходили на смену традиционным микроволновым и спутниковым системам передачи данных. В начале 80-х была достигнута рекордная по тем временам скорость передачи данных — 45 и 90 Мбит/с.

А уже в середине 80-х  успехи в технологиях изготовления оптоволокна и электронно-оптических устройств позволили использовать волокно для подключения отдельных пользователей и организаций на расстояниях в пределах 10 километров.

Первые линии передачи были двухточечными, но уже в конце 80-х были разработаны первые пассивно-оптические системы (PON), позволяющие реализовать топологии «точка-многоточка» без использования активных сетевых элементов. Тогда же начались первые пилотные испытания, как в США, так и в Европе.

Сейчас светлое будущее  пассивных оптических сетей почти  ни у кого не вызывает сомнений. Появление этой технологии заставляет по-новому взглянуть на принципы построения сетей. На смену многоволоконным кабелям, насчитывающим десятки или даже сотни оптоволоконных жил и, как следствие, трудным в прокладке и монтаже, приходят маловолоконные сети.

На сегодняшний день сети Ethernet получили самое широкое распространение для предоставления различных услуг связи. Подсчитано, что 95% эксплуатируемых локальных сетей в мире с общим количеством портов более 320 млн. используют технологию Ethernet.

Технология Ethernet стала предпочтительной как с точки зрения скорости передачи информации, так и с точки зрения динамики развития и принятия стандартов. Сети Ethernet обладают низкими ценами, просты в обслуживании и управлении, имеют высокую пропускную способность, поэтому подавляющее большинство операторов принимают решение строить свои IP-сети, используя технологию Ethernet.

Если сеть оператора  должна быть территориально распределенной и на всей территории иметь высокую  пропускную способность, то в настоящее  время для среды передачи информации нет лучшей альтернативы, чем оптоволоконные кабели.

Широко распространенные технологии построения сетей Ethernet/IP на оптоволоконной среде (например, с помощью  медиаконвертеров и коммутаторов Ethernet) обладают целым рядом существенных недостатков, один из которых – наличие большого количества активного оборудования на участке оператор–пользователь.

Технология пассивных  оптических сетей на базе Ethernet, за которой  закрепилось название EPON (Ethernet Passive Optical Networks), лишена подобных недостатков и более эффективно решает задачу «последней мили». Среди прочих достоинств технологии следует отметить существенную экономию оптических волокон, что позволяет значительно снизить затраты. Так, с помощью единственного оптического волокна можно подключить до 64 оконечных устройств и предоставить более 1500 портов Fast Ethernet.

Возможности Ethernet и IP совместно с технологией передачи по волокну позволяют построить настоящие мультисервисные сети, а не только обеспечить широкополосный доступ в Internet. В такой сети объединяется телефонный трафик, трафик данных и вещания со всеми сопутствующими услугами.

          Мультисервисная сеть является  телекоммуникационной структурой, способной поставлять потребителям  требуемую информацию в любом виде, а также обеспечивать связь любого типа между потребителями. Такое решение позволяет отказаться от многочисленных дублирующих друг друга сетей, а в перспективе внедрять любые услуги с различными требованиями к объему передаваемой информации и качеству ее передачи.

         Абонент мультисервисной сети  может получать любые виды  услуг, ограниченные исключительно  его платежеспособностью. При  этом имеется возможность затребовать  новую услугу или отказаться  от используемой в любой момент. Именно в оперативном, безотказном и повсеместном выполнении этих требований и заключается основная задача функционирования мультисервисных сетей.

  В  соответствии с заданием к   дипломному проекту требуется  организовать волоконно-оптическую  линию связи на участке Юкки - Порошкино Ленинградской области, которая и обеспечит население коттеджного посёлка всеми возможными телекоммуникационными услугами и даст возможность быстрого перехода к мультисервисным сетям связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОПИСАНИЕ ПОСЁЛКА

1.1. Предистория  посёлка

16 коттеджей для постоянного проживания в строящемся клубном поселке в Юкках будут образовывать уникальный комплекс, которому не будет аналогов в пригородах Санкт-Петербурга. Поселок органично связан с Юкковским заказником, известным своей дивной природой и великолепными ландшафтами, также всего за 20 минут можно добраться до Кавголовского заповедника, из центра которого будет открываться обширная панорама Токсово, а это место в Санкт-Петербурге известно многообразием озер и лесных рек. Рядом – родниковые Светлое и Изумрудное озёра, на берегу которых можно приятно отдохнуть. Эксклюзивность предложения заключается в концептуальном характере - он будет воплощать идею "клубного поселка" для очень состоятельных людей. Добраться от поселка до КАД можно за 5-7 минут, до Невского проспекта - всего за полчаса.

• Площадь посёлка будет составлять – 10 га;
• Поселок будет состоять из 16 комфортабельных 2- и 3-уровневых коттеджей площадью от 425 до 625 кв.м. Проекты каждого дома и всего поселка выполняются одним из ведущих архитектурных бюро Финляндии "Arkval Oy" в скандинавском стиле специально для этой местности с учетом всех особенностей рельефа;
• Условия жизни в домах, в которых учтено всё вплоть до расположения комнат относительно движения солнца и розы ветров, по многим показателям будут превосходить городские;
• На участках будут расположены отдельные гаражи на 1-2 машины, коттеджи будут оснащены автономным газовым отоплением, водопроводом, канализацией, электричеством и необходимыми коммуникациями, а их технические характеристики будут соответствовать высоким стандартам европейского домостроения;
• В качестве основного строительного материала будут использованы блоки "Aeroc", Эстония. Материал кровельного покрытия - натуральная медь "Outokumpu", Финляндия. В отделке будет использован природный камень шунгит и термообработанная доска "Lunawood", Финляндия;
• Развитая досуговая инфраструктура поселка обеспечит широкие возможности проведения свободного времени: крытый бассейн, сауна, тренажерный зал, теннисный корт, детская площадка, декоративный пруд, бар, бильярд;
• Любители гольфа всего за 15-20 минут смогут добраться до гольф-клуба "Дюны". Близость "Охта-парка" позволит весело проводить время зимой, катаясь на лыжах, коньках или сноубордах;
• Участки будут сдаваться подготовленными под ландшафтный дизайн. Будет выполнено мощение дорожек и гриль-террас, устроены подпорные стены, установлены декоративные светильники, беседки и приват-экраны;
• Единый забор, охраняемая территория, видеонаблюдение, КПП;
• Служба эксплуатации и охраны обеспечат порядок и чистоту на территории, ремонтные работы и сервисное обслуживание;
• Примерная стоимость коттеджа будет составлять 1млн $.

1.2. Требования к услугам

На данный момент в сетях доступа преобладающим видом трафика остается голосовой (телефонный). Однако процесс совершенствования кабельных технологий связи идет непрерывно. В связи с этим широкое распространение получают новые технологии и услуги связи, такие как Интернет, электронная почта, IP-телефония, интерактивное цифровое телевидение, передача технологической, юридической, финансовой информации, дистанционные медицинские услуги, использование компьютерных сетей передачи данных Ethernet и т.д. Так как коттеджный посёлок предназначен для состоятельных людей, то и требования к услугам будут высокими, а следовательно нашей задачей является проведение транспортной сети в посёлке и предоставление широкого спектра телекоммуникационных услуг – в обязательный пакет абонентских услуг будут входить:

• Телефония
• Интернет
• кабельное телевидение.

1.3. План посёлка

На территории посёлка  будет предусмотрено административное здание, в котором будет находиться управление посёлка, обслуживающий  персонал и оборудование для предоставления телекоммуникационных услуг. А также  небольшое здание для КПП, в котором  будет находиться охрана. Задачи охраны: мониторинг местности, проверка документов при въезде в посёлок.

В центре коттеджного  посёлка будет находиться двухэтажный комплекс развлечений, в котором будет фитнес клуб с крытым бассейном и сауной, бар, бильярд. На прилегающей территории будут организованы детские площадки и теннисный корт.

Рис. 1.3. План коттеджного посёлка Юкки

 

 

2. ВЫБОР ТОПОЛОГИИ И СЕТИ ДОСТУПА

2.1. Пассивные оптические сети

Оптические сети можно  разделить на два класса – активные и пассивные. Между узлом доступа и оконечным пользовательским оборудованием активной сети имеется какое-либо активное оборудование (например, регенератор или коммутатор). В пассивной сети активное оборудование отсутствует, то есть сеть состоит только из пассивных компонентов. Обычно используются следующие виды пассивных компонентов (не считая оптического волокна): волоконно-оптические соединители, разветвители и мультиплексоры WDM.

Обычно вместо полного  названия «пассивная оптическая сеть»  используется аббревиатура PON (Passive Optical Network). Общая структура сети PON представлена на рис. 2.1. Активное оборудование в центральном офисе или на узле доступа называется оптическим линейным терминалом (Optical Line Terminal - OLT), а оборудование на абонентском узле – оптическим сетевым устройством (Optical Network Unit - ONU). Некоторые из услуг связи, обычно предоставляемых сетями PON.

Рис. 2.1. Общая структура сети PON.

 

 

Принцип действия PON

Основная идея архитектуры PON — использование всего одного приемо-передающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONU и приема информации от них. Число абонентских узлов, подключенных к одному приемо-передающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONU — прямого (восходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (нисходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и  ONU встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.