Организации беспроводной связи на участке последней мили

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 71 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Санатбек А.

Организации беспроводной связи на участке последней мили

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Специальность 5B071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Алматы 2019
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Допущен к защите
Заведующий кафедрой
PhD, ассист.профессор
___________Е.А. Дайнеко
_____ ___________2019г.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Организации беспроводной связи на участке последней мили
по специальности 5B071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Студент:
гр. РЭТ-161-3г. А.Санатбек
____ ________2019 г.

_____________
(подпись)

Научный руководитель:

к.т.н., асс.-проф. Е.А.Бахтиярова
____ ________2019 г.

__________
(подпись)

Рецензент:

Доктор PhD, ассист.профессора кафедры Радиотехника и телекоммуникации КазАТК
А.К. Оразымбетова
____ ________2019 г.

___________
(подпись)

Алматы 2019
АОМеждународный Университет Информационных Технологий
Факультет Информационных Технологий
Кафедра Радиотехника, Электроникаи Телекоммуникации
Специальность 5B071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Задание на дипломный проект

Санатбек Алия

Тема проекта: Организации беспроводной связи на участке последней мили

Утверждено приказом №МУИТот __ ___________ 201__ г.

Срок сдачи студентом законченного проекта20 мая 2019 г.

Исходные данные к проекту: частота - 450 МГц, длина волны - 36,5см , количество излучающих элементов - 4, делитель мощности - 1:4

Содержание расчетно - пояснительной записки перечень подлежащих разработке вопросoв:
1.Постановка задачи
2. Техническая часть
3. Расчетная часть
4. Экономическое обоснование дипломного проекта
5. Охрана труда и промышленная экология

Лазерный CD диск с текстом дипломного проекта и приложениями:
1. Пояснительная записка к дипломному проектированию.
2. Презентация.

Консультанты по проекту, с указанием относящихся к ним разделов проекта
Раздел
Консультант
Подпись, дата

Задание выдал
Задание принял
Экономическое обоснование ДП
и.о.профессор, к.э.н.,
Бердыкулова Г.М.

ОТ и ПЭ
Ассистент-
профессор,PhD
Малгаждарова М.К.

Нормоконтроль
И.о. ассоц-профессор, к.т.н. Жаксылык А.

Дата выдачи задания: ____ _____________2019 г.

Руководитель_______________________ _______________Е.А.Бахтиярова
(подпись)
Задание принял к исполнению________________________А .Санатбек
(подпись)

Календарный план выполнения дипломного проекта
Студент Санатбек Алия группа РЭТ-161 курс 3
Международный Университет Информационных Технологий

__________Санатбек Алия_____________
(Ф.И.О)
Тема:Организации беспроводной связи на участке последней мили
(тема дипломного проекта)
№
Наименование этапов дипломного проекта (работы)
Срок выполнения этапов проекта (работы)
Примечание
1.
Составление графика написания дипломной работы. Представление на кафедру
Ноябрь

2.
Сбор, изучение, обработка, анализ и обобщение данных
Ноябрь-Декабрь

3.
Составление и представление научному руководителю.
Введение
Глава 1
Глава 2
Глава 3
Глава 4
Глава 5
Заключение
Январь-Февраль

4.
Доработка дипломной работы с учетом замечаний консультанта
Март-Апрель

5.
Подача заполненного дипломного проекта руководителю ДП
15 Апреля

6.
Отчетность по дипломной работе на семинарах кафедры
21-25 Января
5-16 Февраля,
1-5 Апреля

7.
Предзащита
8-12 Апреля,
13-17 Мая
20-23 Мая

8.
Предоставление ДП на утверждение рецензента
22 Мая - 5 Июня

9.
Составление доклада для ГАК
25 Мая - 8 Июня

10.
Презентация ДП для ГАК
28Мая - 11 Июня

Руководитель_______________________ ______________________Е.А.Бахтияров а
(подпись)

Задание принял к исполнению_________________________ ______А.Санатбек
(подпись)

Дата выдачи задания ___ ___________ 2019

АҢДАТПА

Берілген дипломдық жобада Талдықорған қаласының телекоммуникациялық желісінің қазіргі бар жүйелері мен (WLL) сымсыз абоненттік қатынаудың жолдары түбегейлі қаралған, "соңғы шақырымның" салыстырмалы талдауы жасалған, радиоинтерфейстердің өлшемдері мен сипаттамасы және торапта көрсетілетін қызмет түрлері талданған.
Бұл жобада байланыстың қашықтығы мәселелері зерттелген. Бөлімдегі пайдаланушылардың саны, энергетика радиожолының және радиотарайтын аймақ саны есептелген.
Сондай-ақ, өміртіршілік қауіпсіздігінің мәселелері қарастырылған, нормативтерін есептеу орындалған, кәсіпорын орналасқан жердегі санитарлық - қорғау аймағының шекарасы айқындалған.
Техника-экономикалық негіздеме келтірілген және бизнес-жоспар ұсынылған.

Түйін сөздер: соңғы шақырым, сымсыз байланыс, WLL технологиясы, телекоммуникация.

АННОТАЦИЯ

данном дипломном проекте рассмотрены вопросы телекоммуникационных сетей г.Талдыкорган применением беспроводного абонентского доступа WLL. В дипломном проекте рассмотрены существующие системы и сети беспроводного абонентского доступа (WLL), проведен сравнительный анализ последней мили, проанализированы параметры и характеристики радиоинтерфейсов и виды услуг предоставляемых в сети.
проекте исследованы вопросы дальности связи. Выполнены расчеты количества пользователей в секторе, энергетики радиолиний и зоны радиопокрытия.
Также были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и приведено технико-экономическое обоснование и представлен бизнес - план проекта.

Ключевые слова: последняя миля, беспроводная связь, технология WLL, телекоммуникация.

ABSTRACT

In this thesis project about the issues of telecommunications networks Taldykorgan city using wireless local loop WLL. The thesis project examined existing systems and networks wireless local loop (WLL), a comparative analysis of the "last mile", analyzed the features and characteristics of the radio interfaces, and types of services provided by the network.
The project investigated issues of communication range. The calculations of the number of users in the sector of energy of radio and radio coverage.
There were also questions of safety of life and shows the feasibility study and presented the business - plan of the project.

Keywords: last mile, wireless connection, WLL technology, telecommunication.

СОДЕРЖАНИЕ

с.
ВВЕДЕНИЕ
9
1
Технические условия состояния объекта
11
1.1
Краткая характеристика состояния телекоммуникации в г.Талдыкорган
13
1.2
Цель и техническая характеристика работы
14
1.3
Характеристики оборудования радиодоступа WLLCDMA 450
16
1.4
Обоснование постановки задачи
18
2
Техническая часть
19
2.1
Сравнительный анализ развития телефонной связи
19
2.2
Преимущества беспроводного доступа
27
2.3
Типы систем и системы WLL
28
2.4
CDMA, кодирование и перемежение
34
2.5
CDMA, спецификация частот и каналов
36
2.6
Конфигурация сети CDMA
40
3
Расчетная часть
41
3.1
Определение количества сот в планируемой сети
41
3.2
Определение количество каналов необходимое для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты
41
3.3
Определение количество каналов трафика в одном секторе одной соты
41
3.4
Определение допустимой нагрузки в секторе одной соты
42
3.5
Расчет числа абонентов, которые обслуживаются одной BS
42
3.6
Расчет количества базовых станций
43
3.7
Расчет радиуса зоны обслуживания базовой станцией
43
3.8
Расчет величины защитного расстояния
44
3.9
Расчет уровня сигнала на входе приемника
44
3.10
Выбор оборудования базовых и абонентских станций
44
3.11
Расчет радиусов покрытия секторной антенны
48
3.12
Расчет необходимого наклона антенны БС
49
3.13
Расчет диаграммы направленности секторной антенны
49
4
ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
54
4.1
Организация рабочего места оператора
54
4.2
Анализ уровня шума на рабочем месте
55
4.3
Расчет и устройство защитного заземления
57
4.4
Техника безопасности при монтаже базовых станции беспроводной связи
58
4.5
Расчет зоны защиты молниеотводов
63
5
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
66
5.1
Оценка экономической эффективности организации сети беспроводной связи
66

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
74

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
75

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
77

Введение

Интенсивное развитие телекоммуникационных технологий с высоким уровнем интеграции комплексных услуг (телефония, интернет, видео) во всем мире за последние 10-15 лет обеспечивают населению информационную среду для повседневного пользования. Появление новых инфокоммуникационных технологий и значительное повышение их производительности привело не только к бурному развитию новых информационных систем, но и к расширению функциональности и спектра предоставляемых услуг уже существующих сетей связи. Ключевым элементом развития цифровых городов и улучшения качества жизни являются широкополосные услуги. Местное самоуправление играет все более значительную роль в совершенствовании устойчивых широкополосных услуг, особенно в сельских местностях, которые не очень привлекательны для коммерческих операторов из-за нерентабельности капиталовложений в комплекс перспективных сетевых технологий.
Сейчас наступает переломный этап в развитии телекоммуникационных технологий. Современные технологии передачи данных и связи позволяют обеспечивать высокоскоростную передачу данных на дальних расстояниях. Однако эти решения хороши только для соединения крупных узлов сети - как правило, такими узлами являются провайдеры. Применение таких сложных высокоскоростных решений для связи узлов и конечных потребителей (т.е., связь интернет-провайдеров и абонентов) экономически абсолютно не выгодно. Поэтому перед провайдерами возникла "проблема последней мили" - необходимость дешево и просто обеспечить абонентов быстрым доступом в интернет.
К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора способа организации, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Кроме традиционных проводных технологий для передачи информации используются, в частности, беспроводные системы абонентского доступа (Wireless Local Loop, WLL).
В последние годы на рынке систем доступа возникла тенденция к переходу на оборудование, в работе которого используются радиотехнологии. Это происходит из-за недостатков и ограниченных возможностей систем проводного доступа, что сдерживает развитие телефонии и служит пoвoдом к появлению беспроводных систем, отвечающих современным требованиям компаний-oпepaтopoв
Изначально телефонные сети создавались на основе проводных систем с использованием воздушных или кабельных линий. Время показало как преимущества традиционных кабельных сетей, так и их недостатки. К последним можно отнести длительность сроков организации сети, большие объемы инвестиций на начальном этапе внедрения, ограничения в планировании сети, значительные эксплуатационные расходы и т.д.
Применение систем абонентского радиодостyпа (WLL) для обслуживания стационарных абонентов, не подключенных к телефонной сети общего пользования (PSTN), позволит операторам расширить их потенциальные возможности и улушить качество услyг сетей достyпа и способов их предоставления. К неоспоримым преимуществам этих систем отноcятся:
короткие сроки развертывания - установка и ввод в эксплуатацию осуществляются за несколько дней;
рентабельность - стоимость канала связи из расчета на одного абонента значительно ниже стоимости канала проводных систем, причем это относится к зонам как с высокой, так и с незначительной степенью телефонизации;
малый объем инвестиций на начальном этапе строительства сети, что сводит до минимума финансовый риск оператора и позволяет проводить поэтапное инвестирование в соответствии с потребностями и полученными доходами;
возможность повторной установки и переустановки, которые обусловлены гибкой модульной конфигурацией системы. Если реальные потребности меняются или становятся ниже прогнозируемых, систему можно демонтировать и установить в другом месте, избежав при этом денежных потерь (рис. 1 иллюстрирует, что сроки окупаемости систем WLL более короткие по сравнению c проводными системами);
эффективное использование коммутационных и других ресурсов сети благодаря применению многократного достyпа, что концентрирует нагрузку на стыке радиопортов и абонентских терминалов;
снижение эксплуатационных расходов, обусловленное высокой надежностью и отказоустойчивостью системы.
Целью работы заключается в организации беспроводной связи на участке последней мили ГТС г.Талдыкорган.

1 Технические условия состояния объекта

1.1 Краткая характеристика состояния телекоммуникации в г.Талдыкорган

Город Талдыкорган находится на юго-востоке республики Казахстан,является областным центром Алматинской области. Площадь города 74 кв.км. Численность населения г. Талдыкорган на 01.01.2017 г. составила 140,2 тыс. человек. Уровень занятости населения 91,5%. Уровень жизни населения города оценивается как средний. Основная масса населения города имеет стабильную работу со средним уровнем доходов (преимущественно в промышленных предприятиях, железнодорожных предприятиях, сфере торговли и услуг), достаточным для стабильной оплаты услуг телекоммуникаций.
В настоящее время на телефонной сети города Талдыкоргана принята шестизначная нумерация. На данный момент используют самое новейшее оборудование. Используется большое количество разных технологий. На сети города Талдыкорган имеется следующие технологии - NGN, SDH, хDSL, IPTV, IP-phone, TDM, CDMA, GPON и т.д.
В связи с тем, что применяется огромный спектр этих технологий, используется все виды сигнализации.
Softswitch сегодня играет в первую очередь роль универсального конвертера сигнализации, который конвертирует протоколы сигнализации как в сети с коммутацией каналов: OKC-7; DSS1; V5; CAS.[4]
Так и в сети пакетной коммутации - протоколы IP-телефонии: H.323;SIP; MGCP; MEGAKOH.248.
Подобная роль способствует сохранению инвестиций на долгое будущее, так как ОКС-7 поддерживает сегодня работу в ТфОП, и только островки новых пакетных сетей сигнализируются с применением IP- протоколов. В дальнейшем ситуация поменяется на обратную: ОКС-7 в пакетных сетях заменит протокол SIP, а для сигнализации сохранившихся островков сетей с коммутацией каналов по-прежнему будет применяться ОКС-7.
Город Талдыкорган является центром Алматинской областной дирекции телекоммуникации компании АО Казахтелеком. Используется оборудование разнообразного типа. В основном на данное время идет тенденция преобладания оборудования компании Huawei. Также используется оборудование компании Teledata Networks в МАДах, МАД-ы в основном стоят в микрорайонных центрах города Талдыкорган. Для управление всего оборудования используется программный продукт IManager М2000. Схема организации связи г. Талдыкорган показана на рисунке 1.3.
Технология построения абонентского доступа GEPON, возникшая не так давно и обеспечиваемая большой емкостью, высокой помехозащищенностью и простотой структуры системы, завоевывает широкую поддержку со стороны операторов связи во всем мире. С другой стороны, эта технология характеризуется более высоким качеством обслуживания (QoS) при "низком уровне излучения, четкости передаваемой речи и высокой степени защищенности", что привлекает к ней широкий круг провайдеров связи.

1.2 Цель и техническая характеристика работы

Основная цель работы - удовлетворение спроса населения на услуги телекоммуникаций, улучшение качества предоставляемых услуг, сокращение затрат на содержание оборудования АТС и увеличение доходов филиала.
Задачи проекта:
заказать и поставить необходимое оборудование, смонтировать и запрограммировать, ввести в эксплуатацию;
заказать, получить кабельную продукцию и другие материалы для строительства дополнительных линейных сооружений, выполнить работы подрядным способом по строительству соединительной линии и расширению линейных сооружений;
ввести в коммерческую эксплуатацию объект;
повысить качество предоставления услуг телекоммуникаций;
удовлетворить потребность населения на услуги телекоммуникации.
Работа представляет собой:
Развертывание сети CDMA в районе (установка 4-х базовых станций);
Переключение абонентов аналоговых АТС в населенных пунктах:;
Расширение ЭАТС;
Строительство отводов до ближайших муфт ВОЛС ТАЕ в населенных пунктах;
Вывод из эксплуатации аналоговых станций;
Строительство и реконструкция энергоснабжения и контуров заземления;
Строительство ЛКХ;
Установку DSLAM.
Предпосылки инициации проекта:
- дефицит в услугах связи в виде отсутствия номерной и линейной емкости;
- потребность в новых видах услуг СПД.
- Техническое решение по проекту.
Рекомендуемые схемы организации связи по радиодоступу:Подключение BTS работающих в диапазоне 450 МГц к существующим
BSC расположенным в областных центрах, подключение к опорной АТС с сохранением географического кода по цифровым каналам Е1 (протокол V5.2, в соответствии с утвержденными спецификациями интерфейса ETSIITU V5.1 V5.2 АО Казахтелеком).
BTS могут размешаются в любых географических точках на территории данной области, соединение между BTS и BSC выполняются с помощью технологий проводного (медные пары, оптические линии связи) или беспроводного доступа (радиорелейные, либо радиомодемные линии связи типа RadioEthernet) по цифровым каналам Е1(протокол Abis).
Схема реализации сети беспроводного доступа представлено на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема реализации сети беспроводного доступа

Краткое описание проектируемых услуг:
- услуги местной и внутризоновой телефонной связи;
- предоставление доступа к услугам междугородней и международной телефонной связи;
- услуги передачи данных, высокоскоростного доступа в сеть Интернет; Услуга передачи данных с коммутацией каналов обеспечивается по всей зоне покрытия BTS, передача данных до 153 Кбитсна расстоянии 1,5-2 км.
- особенности и отличительные качества, которые позволят предпочесть данную услугу услугам конкурентов: сравнительно низкие тарифы, гибкое построение сети (возможность переноса телефона на новое место жительства в пределах района с сохранением номера, наличие возможности подключения к сети Интернет со скоростью до 128кбитсек.);
- организация сервиса планируется за счет 17-ти собственных ПСС и привлечения сторонних сетей сервиса (АО Казпочта, банки второго уровня);
- оценка возможных издержек производства и ее динамика на перспективу планируется из расчета соблюдения поставщиком гарантийных обязательств по узловому и абонентскому оборудованию сроком 1 год и обеспечения 10% резерва по ЗИП при поставке. Начало издержек на восстановление поврежденного оборудования 2018-й год.

1.3 Характеристики оборудование радиодоступа WLL CDMA 450

Стандарт: CDMA 2000 1X EV-DO(IS-2000)
Частотный диапазон: 450 МГц
Состав оборудования радиодоступа стандарта CDMA входят три основных сетевых элемента:
- контроллербазовыхстанций (BSC , Base Station Control )
- базовыестанции (BTS, Base Transceiver Stations);
- узел пакетной передачи данных (PDSN)
- абонентское оборудование (SU, Subscriber Units)
- Системы WLL с фиксированным доступом предназначены для обслуживания стационарных абонентов с возможностью предоставления услуг голоса и передачи данных с присоединением к СТОП.
- В систему входит контроллер базовых станций (BSC), который является интерфейсом между сетью WLL и СТОП. Соединение между BSC и АТС устанавливается через интерфейс V5.2. BSC обеспечивает обслуживание и поддержку 100 BTS и выше одного региона, по интерфейсу Abis. Для предоставления услуг передачи данных BSC подключается к сетевому узлу для пакетной передачи данных Packet Data Serving Node , которого достаточно на всю сеть радиодоступа РК.
Базовая станция (BTS) содержит один или несколько приемопередатчиков, антенно-фидерных устройств для формирования требуемой конфигурации зоны обслуживания с требуемой абонентской емкостью сети. Обеспечивает обмен информацией с абонентскими станциями по радиоинтерфейсу, в соответствии с протоколом обмена информацией.
По типам BTS делиться на BTS (max) с поддержкой многочастотного режима радиопередачи и BTS (min) с одночастотным режимом радиопередачи. Станции конструктивно могут быть выполнены для внутренней и уличной установки. Базовые станции внутреннего типа питается от сети - 48V DC, наружного - от сети 220 V AC.
Абонентское оборудование (SU) - оборудование абонента обеспечивает подключение к сети и обмен информацией в соответствии с установленным протоком обмена и с характеристиками, определенными радиоинтерфейсом. SU обслуживаемые BTS и устанавливаемые у пользователя, имеют различные пользовательские интерфейсы. Порты : два разъема RG11 ( для подключения телефона , факса G3), серийный порт com-port ( к компьютеру).
SU имеют либо встроенную, либо внешнюю присоединяемую направленную антенну. Каждое абонентское устройство (SU) работает только на свою BTS .
Неотъемлемой компонентой систем беспроводного доступа также являются программные средства сетевого управления.
1. Максимальное количество абонентов на один сектор (одна несущая) - 500.
Средняя величина трафика 0,06 Эрл на абонента один сектор при вероятности потери вызова 1%.
Максимальное количество одновременных разговоров на сектор - 45
Зона покрытия:
Город: характерна высокая плотность строений и населения, высокая концентрация транспорта.
Радиус радиопокрытия BTS - от 2 до 12 км , в условиях отсутствия прямой видимости (Non Line of Site - NLOS)
Пригород: типичные 1 - 5-этажные железобетонные здания, дачные поселки с низкой плотностью населения;
Радиус радиопокрытия BTS - от 8 до 20 км .
Село: типичные строения - 1 - 3-этажные дома, плотность застройки и населения - низкая.
Радиус радиопокрытия BTS - от 20 до 50 км
Площадь зоны покрытия зависит от высоты подвеса антенн базовых станций, тип применяемых антенн (с круговой диаграммой направленности или направленные антенны) и высоты установки выноса антенн абонентских устройств.
Антенны базовых станций могут быть:
- Всенаправленными, односекторные с шириной диаграммы
- направленности 360 град.;
- Секторные: трехсекторные с шириной диаграммы направленности 120 град.; шестисекторные с шириной диаграммы направленности 65 град.;
5. Контроллер BSC - поддерживает до 250 V5.2 интерфейсов, поддержка технологии ALL-IP, интерфейс - IP.

1.5 Постановка задачи

В настоящее время развитие традиционных коммутационных систем практически прекращено. В основном идет процесс адаптации к сетям нового поколения. Для максимального захвата рынка и значительного увеличения доходов от услуг телекоммуникаций требуется не только модернизация телекоммуникационной сети, но и внедрение новых технологий, необходимое для предоставления всего спектра современных услуг для всех абонентов.
Необходимость и актуальность организации сети беспроводного доступа на базе WLL обусловлена растущим неудовлетворенным спросом населения на присоединение абонентов к сетям АО Казахтелеком в результате отсутствия ЛКХ. Для удовлетворения спроса будет использоваться оборудование на базе стандарта WLL CDMA.
Для достижения данной цели в работе необходимо сделать следующее:
рассмотреть развитие стандарта CDMA;
рассмотреть характеристики оборудование радиодоступа;
составить схему организации связи, примерный состав оборудования;
рассчитать технические параметры сети
оценить экономическую эффективность;
рассмотреть вопросы охраны труда безопасности жизнедеятельности.
2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Сравнительный анализ развития телефонной связи

В настоящее время телефонизация сельской местности является одним из сложнейших вопросов в области телекоммуникаций. В развивающихся странах, в том числе и в Казахстане идет быстрая модернизация магистральных линий, затем транзитных станций, и, наконец, городских и сельских АТС. Под модернизацией в данном случае понимается новое строительство с постепенным выводом из эксплуатации устаревшего оборудования. При этом емкость новых коммутационных станций обычно в несколько раз больше заменяемых старых. Таким образом, у оператора появляется возможность предоставления качественных услуг традиционной телефонии с точки зрения возможностей коммутационного оборудования и магистральной сети, но отсутствует или явно недостаточна по емкости абонентская распределительная сеть[3,11].
Современные технологические решения, разработанные изначально для предоставления цифровых услуг, были с успехом применены и для задач, характерных для развивающихся стран. Так, на основе решений xDSL была создана целая гамма оборудования уплотнения абонентских линий. Это оборудование позволяет повысить эффективность использования существующих АЛ в 4,8, а иногда и в 30, 60 раз.
Как и в развитых странах, операторы заинтересованы в максимально эффективном использовании существующей кабельной сети, а при новом строительстве предпочтение отдают прокладке широкополосных, надежных и удобных в эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Применение ВОЛС на участке последней мили давно стало нормой в странах Юго-Восточной Азии, Южной и Центральной Америки и т.д. При этом на первом этапе ВОЛС используется в основном для предоставления обычных аналоговых услуг, а в дальнейшем, по мере возникновения платежеспособного спроса, по тем же линиям предоставляются услуги ISDN или передачи данных.
Несколько особняком стоит фиксированный радиодоступ (английский термин WLL - Wireless Local Loop). Данный способ подключения абонентов в последние годы начал широко применяться во всем мире для решения задач, предоставления традиционных услуг аналоговой телефонии. Предоставление с помощью средств радиодоступа цифровых, особенно широкополосных услуг затруднено ограниченностью частотного ресурса. Для беспроводной передачи данных используются специализированные системы. Радиодоступ применяется в основном альтернативными операторами, не имеющими собственной кабельной распределительной сети. Эффективен он также в труднодоступных и малонаселенных районах.
Попробуем рассмотреть подробнее, охарактеризовав каждый из известных способов строительства сети абонентского доступа.
Строительство медно-кабельных линий.Традиционное решение имеетряд положительных сторон. Во-первых, простое проектирование. Во-вторых, наличие опытного персонала по строительству и эксплуатации. В-третьих, все еще приемлемая стоимость. Основные недостатки - дорогое обслуживание и ограниченная пропускная способность (по сравнению с ВОЛС) при тех же трудовых и временных затратах на строительные работы. В последнее время операторы отмечают и еще один специфический недостаток - привлекательность медных кабелей для сборщиков металлолома.
Стоимость кабельного решения складывается из двух главных составляющих - стоимости кабеля и стоимости строительно-монтажных работ по его прокладке. При этом стоимость кабеля растет с ростом числа жил (количества подключаемых абонентов) и, естественно, увеличением длины абонентских линий. Стоимость строительно-монтажных работ зависит прежде всего от длины линии (см. рис. 2.1, 2.2)

Рисунок 2.1 - Зависимость удельной стоимости подключения от длины абонентской линии для случая прокладки медно-проводного кабеля (для 60 абонентов)

Рисунок 2.2 - Зависимость стоимости подключения от числа абонентов для случая прокладки медно-проводного кабеля (длина ал - 1 км)
Уплотнение существующих абонентских линий (АЛ). Идея уплотнения АЛ родилась давно, аналоговое оборудование высокочастотного уплотнения широко использовалось и используется на сети до сих пор. Однако свим подлинным рассветом данное решение обязано появлению Цифровых Систем Передачи для Абонентских Линий (ЦСПАЛ). Оборудование ЦСПАЛ широко применяется сегодня для расширения существующей абонентской распределительной сети, расспаривания абонентов при модернизации АТС, телефонизации коммунальных квартир и т.д. Системы ЦСПАЛ построены по принципу временного мультиплексирования цифровых потоков, кодирующих речь (телефонный разговор). Аналоговый сигнал от абонентских комплектов станции преобразуется в цифровой поток в модуле станционного полукомплекта ЦСПАЛ с помощью ИКМ или АДИКМ модуляции. Далее индивидуальные цифровые потоки объединяются в один групповой поток и передаются по абонентской линии (называемой поэтому Цифровой Абонентской Линией - ЦАЛ) с использованием технологий xDSL (IDSL, HDSL, SDSL). В абонентском полукомплекте происходит обратное преобразование и к его выходам подключаются обычные телефонные аппараты. На рынке известны системы уплотнения передающие 2, 8, 10, 11, 15, 30, 60 каналов по одной АЛ. При использовании динамической концентрации ЦСПАЛ могут обеспечивать работу 90..120 каналов по одной линии. Принцип действия ЦСПАЛ пояснен на рисунке 2.3

Рисунок 2.3 - Принцип работы четырехканальной аппаратуры уплотнения абонентских линий

Системы ЦСПАЛ ориентированы на предоставление услуг аналоговой телефонии и способны работать с любыми типами телефонных станций и абонентских устройств. Поддерживаются сигналы изменения полярности и тарификации для таксофонов. Известны версии аппаратуры с 4-проводными окончаниями для подключения УАТС или модемов. Допустимая длина уплотняемых линий, как правило, не более 5-6 км (в случае диаметра жилы кабеля 0.4..0.5мм), однако имеются несколько систем, в состав которых входят регенераторы, что обеспечивает существенное увеличение допустимой длины АЛ.
Стоимость данного решения определяется только стоимостью оборудования и, соответственно, линейно увеличивается с ростом числа подключений. Стоимость ЦСПАЛ не зависит от длины АЛ, если она не превышает 5-6 км. При АЛ большей длины работоспособность ЦСПАЛ возможна только при наличии в ней регенераторов. Установка линейного регенератора увеличивает стоимость подключения на 50..70% (см.рис. 2.4, 2.5).

Рисунок 2.4 - Зависимость удельной стоимости подключения от длины абонентской линии для случая применения ЦСПАЛ (для 60 абонентов)

Рисунок 2.5 - Зависимость стоимости подключения от числа абонентов для случая применения ЦСПАЛ (длина АЛ - 1...5 км)

Строительство ВОЛС на абонентском участке. Строительство волоконно-оптических линий связи на участке последней мили имеет ряд преимуществ. ВОЛС имеет огромный запас по полосе пропускания, которой достаточно не только для предоставления всех мыслимых телекоммуникационых услуг, но и для передачи программ телевидения, создания различных интерактивных систем и т.д. Ценовые показатели также благоприятны - стоимость оптического кабеля неуклонно снижается. Оптические абонентские линии практически не нуждаются в обслуживании и служат достаточно долго.
Недостатки такого решения определяются двумя причинами.
Во-первых, необходимостью строительства, то есть трудовых и временных затрат на прокладку кабеля, а также дефицитом специалистов.
Во-вторых, в отличие от медных линий, оптический кабель должен быть оборудован оконечным оборудованием приема-передачи и мультиплексирования, что увеличивает стоимость линии.
Концепция применения оптического кабеля на участке последней мили подразделяется на несколько направлений: FTTB (Fiber To The Building) - оптика до здания, FTTO (Fiber To The Office) - оптика до офиса, FTTZ (Fiber To The Zone) - оптика до некоторой зоны, где группируются абоненты.
Все три направления едины в главном - довести широкополосную оптическую линию связи до некоторой точки, где целесообразно поместить оборудование, распределяющее более низкоскоростные цифровые потоки (или аналоговые каналы) непосредственно до розетки, то есть до места включения пользовательского терминала.
Представленный на рисунке 2.6 пример иллюстрирует вариант создания сети доступа с применением ВОЛС в традиционном приложении, то есть в случае, когда коммутационная станция имеет аналоговые абонентские окончания. Для приведенного примера сеть доступа является как бы продолжением аналоговых линий, идущих от АТС к станционному терминалу мультиплесирующего оборудования и оканчивающихся местом подключения абонентских телефонов к абонентскому терминалу. Такая схема включения чаще всего называется аналоговой схемой подключения и наиболее широко используется в развивающихся странах. Преимуществами данной схемы включения являются простота согласования интерфейсов (абонентский интерфейс с сигнализацией по шлейфу в высшей степени прост и стандартизован) и универсальность по отношению к типу коммутационной станции. Оборудование может быть подключено по аналоговым интерфейсам к АТС любых систем - электронной, квазиэлектронной, электромеханической. Главным и существенным недостатком является наличие лишнего аналого-цифрового преобразования в станционном терминале. Действительно, если коммутационное оборудование является цифровым, то цифровые потоки сначала преобразуются в аналоговые сигналы абонентскими комплектами АТС, а затем опять преобразуются в цифровую форму станционным терминалом.

Рисунок 2.6 - Использование ВОЛС для предоставления услуг телефонной связи с аналоговым подключением к АТС

Рисунок 2.7 - Использование ВОЛС для предоставления услуг телефонной связи с цифровым подключением к АТС

Другим способом подключения мультиплексирующего оборудования к АТС является соединение станционного терминала с коммутатором цифровым трактом. Такое решение применяется все более широко и является очевидно более прогрессивным по сравнению с аналоговым включением. С точки зрения качества услуг связи цифровое включение обеспечивает максимальное приближение цифровой сети к абоненту и соответственно минимум помех, возникающих в аналоговом тракте. С точки зрения экономической эффективности и снижения затрат на коммутационное оборудование и оборудование доступа цифровое включение также дает ключевые преимущества, так как для построения сети не требуются абонентские модули АТС, реализующие аналоговый 2-проводный интерфейс, равно как и аналоговые модули станционного терминала оборудования сети доступа. При всей очевидности перспективности и экономической эффективности цифрового включения, процесс его внедрения идет крайне медленно даже в развитых странах, а в сетях развивающихся государств примеры таких приложений единичны. Причин, тормозящих внедрение цифровой стыковки, несколько. Первая сложность состоит в недостаточной стандартизации систем сигнализации, применяемых при цифровом подключении. В отличие от детально определенного 2-проводного аналогового абонентского интерфейса, интерфейс цифровой определен достаточно жестко только с точки зрения электрических параметров (рекомендация ITU-T G.703) и общих характеристик цикла (G.704). Систем же сигнализации разработано удивительно много. Достаточно очевидно, что реализация столь большого набора различных типов сигнализаций представляет большую сложность для разработчиков мультиплексоров доступа. Практически, мультиплексор требует подстройки под каждый конкретный тип коммутационной станции, а иногда и версии программного обеспечения. В последние годы предприняты попытки жесткой стандартизации интерфейсов и систем сигнализации, применяемых на стыках АТС и оборудования сети доступа. Разработанные для этого стандарты получили название V.5.1 и V.5.2. Однако внедрение стандартов серии V.5 производителями АТС идет крайне медленно. Кроме того, подавляющее большинство уже установленных АТС не имеет интерфейсов V.5.
Рассмотрим стоимость решения для случая аналоговой стыковки с АТС предоставления услуг традиционной телефонии. Для расчета используем две составляющие - оконечное мультиплексорное и приемо-передающее оборудование (его стоимость растет практически линейно с числом абонентов) и стоимость кабеля и его прокладки. Последняя составляющая растет с увеличением длины линии, однако, практически не изменяется от числа подключаемых абонентов ввиду большого запаса ВОЛС по пропускной способности на рисунках 2.8, 2.9, 2.10, 2.11.

Рисунок 2.8 - Зависимость удельной стоимости подключения от длины абонентской линии для случая использования ВОЛС (для 60 абонентов)

Рисунок 2.9 - Зависимость удельной стоимости подключения от длины абонентской линии для случая использования ВОЛС (для 600 абонентов)

Рисунок 2.10 - Зависимость стоимости подключения от числа абонентов для случая использования ВОЛС (длина АЛ - 1 км)

Большой интерес вызывает развитие сетей беспроводного доступа, имеющих бесспорное преимущество при отсутствии кабельной инфраструктуры, в труднодоступных и малонаселенных районах. Другим достоинством систем радиодоступа является быстрота их развертывания и возможность поэтапного наращивания по мере необходимости. Все системы WLL ориентированы прежде всего на предоставление услуг аналоговой телефонии, что нельзя назвать недостатком для условий Казахстана. Среди наиболее распространенных технологий, используемых в системах радиодоступа, можно назвать стандарты сотовой телефонии DAMPS, GSM, стандарты беспроводной телефонии CT-2 и DECT, а также технологии CDMA и некоторые частные протоколы, как например FH TDMA и другие. Типовые примеры применения оборудования радиодоступа показаны на рисунках 2.11.

Рисунок 2.11 - Конфигурация системы Tangara Wireless для типичной сети беспроводного доступа в жилых городских и пригородных районах

Стоимость решения на основе радиодоступа складывается, во-первых, из стоимости проектирования, подготовительных инжиниринговых работ, частотных присвоений, а также инфраструктуры оборудования радиодоступа. Все эти расходы (назовем их стартовыми) мало зависят от числа абонентов и практически не зависят от длины беспроводной абонентской линии (в пределах зоны действия системы).

2.2 Преимущества беспроводного доступа

WLL (Wireless Local Loop) дословно означает беспроводной абонентский шлейф. WLL-cистемы беспроводного доступа - это системы радиосвязи с многостанционным доступом, используемые на участке между фиксированными абонентскими терминалами (телефонными аппаратами) и АТС вместо проводной абонентской части ТфОП. Бурный рост во всем мире числа смонтированных систем WLL обусловлен рядом их неоспоримых достоинств.
Высокая скорость развертывания. Системы WLL позволяют в короткие сроки развернуть систему большой абонентской емкости, ежедневно подключая несколько сотен абонентских терминалов. Это имеет значение для операторов связи в условиях жесткой конкуренции на рынке телекоммуникационных услуг, а также свидетельствует о простоте и удобстве (следовательно, и низких затратах) проведения монтажных работ.
Отсутствие ограничений на тип и рельеф местности. Естественные труднопреодолимые препятствия (реки, болота, сильнопересеченная местность и др.) в значительной степени затрудняют прокладку проводных коммуникаций. В таких случаях гораздо более эффективным решением будет установка систем WLL, благодаря возможности размещения базовых станций (БС) на господствующих высотах, а также использованию ретрансляторов.
Простота и быстрота наращивания. Для подключения к системе нового абонента достаточно обеспечить его номером и абонентским терминалом. При дефиците емкости системы ее можно легко расширить дополнительными модулями или подсистемами.
Эффективность в условиях низкой плотности абонентов. Стоимость подключения одного абонента в отличие от проводных систем не растет с увеличением расстояния до него (в пределах допустимых радиусов зон обслуживания БС). Поэтому при большом удалении абонентов от АТС беспроводная система становится дешевле проводной.
Малые начальные инвестиции. Проводная инфраструктура требует крупномасштабных инвестиций, которые существенно опережают прогнозируемые потребности в количестве абонентских линий и не всегда оказываются оправданными, тогда как беспроводная технология допускает постепенное инвестирование, точно отвечающее потребностям.
По прогнозам, системы WLL к 2010-му году будут составлять до 15% среди всех систем в сетях доступа. Стоимость ввода одного телефонного аппарата (ТА) с проводным принципом доступа сейчас составляет около $1000, что сравнимо со стоимостью оборудования в расчете на одного абонента для современных систем WLL. В структуре стоимости ввода ТА с проводным принципом доступа (в мировой практике) затраты, связанные с прокладкой кабельных линий, составляют более 40%. При использовании беспроводной технологии основные затраты приходятся на оборудование, цены на которое неуклонно падают.

2.3 Типы систем и системы WLL

Сегодня на рынке системы WLL представлены большим количеством моделей ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.