Введение

Нефтекамск является одним из наиболее развитых городов России по интернет-технологиям и провайдингу. Широко охвачен операторами связи.

Стоит отметить в 2012 году бурный рост количества пользователей мобильного интернета. За год количество базовых станций стандарта 3G увеличилось в 2,5 раза. Параллельно с этим был реализован проект по переводу базовых станций на современные IP-технологии, что позволило улучшить качество голосовых сервисов и увеличить максимальные скорости мобильного интернета. В итоге сервисами 3G могут пользоваться 85% жителей республики Башкортостан.

Не отстал от мобильного и фиксированный широкополосный доступ (ШПД). Благодаря активному развитию проводного интернета в городе, растет и процент использования технологии Ethernet. Но, даже в таком крупном городе как Нефтекамск, еще есть участки, которые не охвачены операторами.

Одной из отличительных особенностей рынка ШПД является предложения операторами комплексного продукта, по принципу Triple Play. В конечном итоге абонент, получив ШПД, приобретает необходимый современный комплекс телекоммуникационных услуг:

1) телефонную связь;

2) высокоскоростной интернет;

3) кабельное телевидение.

В этой связи весьма предпочтительными являются позиции операторов, обладающих значительной абонентской базой с реализацией последней мили. За счет дополнительных сервисов операторы могут увеличили выручку на 10-20%.

Также отличительной чертой рынка ШПД является не изменение стоимости по тарифу, а предложение дополнительных «опций». То есть за те же деньги абоненты могут пользоваться, к примеру, опциями:

1) увеличения скорости;

2) фиксированным IP;

3) возможностью оплатить услугу в кредит или скидкой на другой продукт.

Все больше людей хотят иметь у себя дома доступ к телекоммуникационным услугам. Если раньше наличие услуги домашний интернет являлось редкостью, то сейчас она является обыденной. Активное развитие получила также услуга интерактивного телевиденья, позволяющее смотреть телевизионные каналы довольно в хорошем качестве через существующий доступ в интернет.

Рост численности подключенных абонентов стимулирует оператора на расширение своей сети и охватывания новых районов города, где население еще не успело порадоваться пакету предоставляемых услуг.

1 Описание существующей сети.

1.1.2 Анализ существующей сети

Данный участок, ограниченный улицами Дорожная- Окраинная, не охвачен другими опретаторами, предостоявляющиех услуги широкополосного доступа. Имеется только цифровая абонентская линия (DSL).

DSL (Digital Subscriber Line) - семейство технологий, позволяющих организовать высокоскоростную передачу цифровой информации по медным

телефонным парам. Существует несколько разновидностей DSL, обеспечивающих различные скорости и применяемых для решения следующих задач:

1. связь близко расположенных узлов в корпоративных сетях;

2. аппаратура уплотнения телефонных линий;

3. доступ к Интернет;

4. передача данных по телефонной паре с сохранением на ней аналогового телефона связь близко расположенных узлов в корпоративных сетях;

5. аппаратура уплотнения телефонных линий;

6. доступ к Интернет;

7. передача данных по телефонной паре с сохранением на ней аналогового телефона.

1.1.3 Обоснование необходимости построения сети

Основной причиной построения сети широкополосного доступа является предоставление абонентам доступа к услугам интернет, телевиденья и телефонии

по довольно простой, надежной и не дорогостоящей схеме построения сети.

Участок, ограниченный улицами Дорожная - Окраинная, практически не охвачен другими операторами, также предоставляющих услуги широкополосного доступа, и поэтому растет вероятность завлечь пользователей подключиться к ОАО «Вымпел-Телекоммуникации» после предварительного проведения маркетинговых программ. Соответственного и срок окупаемости проекта сократится.

Данный участок очень плотно заселен. В основном состоит из пяти этажных жилых домов, небольшого количества общежитий и административных зданий. Жилые дома построены так, что расстояние между ними составляет до 100 метров, что уменьшает затраты на материалы и упрощает работы по монтажу. Общее количество зданий, которые еще не подключены к сетям ШПД составляет шестнадцать.

Количество квартир в пяти этажном, четырех подъездном жилом доме составляет в среднем от 60 до 65. Изначально, в таких домах оборудование будет рассчитано для двадцати четырех пользователей, что соответствует минимальному количеству портов на активных домовых узлах. В домах, где количество квартир составляет более чем шестьдесят пять, расчет будет произведен для сорока восьми и более пользователей.

Что касается населения на данном участке, здесь оно имеет средний возраст от 25 до 40 лет, интерес у которого возникает не только к распространенной услуге интернет, но и к новой услуге интерактивного телевиденья.

1.2 Выбор технологии широкополосного доступа

1.2.1 Технологий широкополосного доступа.

В современных сетях широкополосного доступа (ШПД) выбор технологии предоставления услуг во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие и эксплуатацию сети. Сегодня для всех операторов наиболее приоритетна модель предоставления пользователям одновременно трех услуг по одному кабелю (Triple Play) – высокоскоростного доступа в интернет, интерактивного телевидения и телефонии.

Для предоставления широкополосного доступа может использоваться множество различных технологий передачи данных. К ним относятся кабельная связь, усовершенствованный телефонный сервис под названием «цифровая абонентская линия» (Digital Subscriber Line, DSL), спутниковая связь, наземная (фиксированная) беспроводная связь и другие. Наиболее широко используемыми технологиями предоставления широкополосного доступа в настоящее время являются DSL и семейство технологий FTTx.

Оба этих вида связи требуют модификации уже существующей физической инфраструктуры, подключенной к дому, т. е. линий кабельного телевидения и телефонной связи. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки и,

по всей вероятности, они будут конкурировать друг с другом по своей цене,

эффективности, качеству обслуживания, широте географического охвата, дружелюбию к пользователям и другим факторам. Ниже приводятся сведения о кабельной связи, DSL и других перспективных технологиях широкополосного доступа.

1.2.2 Кабельная связь.

Это та же кабельная сеть, по которой в настоящее время транслируются программы кабельного телевидения, подвергается изменениям для обеспечения широкополосного доступа в Интернет с максимальными скоростями приема и отправки информации соответственно 3-10 млн бит в секунду (Мбит/с) и от 128 тысяч бит в секунду (Кбит/c) до 10 Мбит/с. На практике скорости передачи данных лежат в диапазоне от нескольких тысяч Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Поскольку кабельные сети используются пользователями совместно, в часы пиковой загруженности, когда сеть одновременно используется большим числом клиентов, скорость доступа может снижаться. Совместное пользование сетью также ведет к проблемам с безопасностью и уязвимости пользователей перед хакерами.

1.2.3 Семейство технологии FTTx.

В настоящее время уже имеется целая концепция абонентских кабельных сетей нового поколения. Связана она с семейством концепций FTTx.

FTTx (англ. Fiber-to-the-Х) является более совершенной технологией построения сети, когда оптическое волокно от оператора доходит до некой точки х. Вместо х добавляются различные пункты доведения оптического кабеля до пользователя, изображено на рисунке 1.2.

1. FTTB (Fiber To The Building) - оптическая система передачи до здания;

1. FTTC (Fiber To The Curb) - оптическая система передачи до распределительной коробки;

2. FTTCab (Fiber To The Cabinet) - оптическая система передачи до распределительного шкафа;

3. FTTP (Fiber To The Premises) - оптическая система передачи до сегмента сети;

5) FTTO (Fiber To The Office) - оптическая система передачи до офиса;

6) FTTH (Fiber To The Home) - оптическая система передачи до квартиры.

Использование оптического кабеля выгодно отличается тем, что позволяет подключать всего по одному кабелю сразу: интернет, телефон и кабельное телевидение. Пропускная способность оптического кабеля свободно справляется с такой нагрузкой.

Рисунок 1.2 – Доведение оптического кабеля до пользователя

Одна из причин широкого распространения технологии FTTB - небольшие капитальные затр­аты на построение сети и как следствие быстрая окупаемость.

Технология FTTB (англ. FiberToTheBuilding — волокно до здания) на сегодняшний день наиболее востребованная в строительстве ШПД сетей.

Широкому распространению технологии способствовали снижение цен на оптический кабель, появление дешевых оптических приемников, передатчиков и оптических усилителей.

Использование оптического волокна позволяет использовать для передачи данных быструю технологию Metro Ethernet, избавляет от необходимости заземления несущего троса, исключает выход оборудования из строя от статического электричества, и облегчает согласование развертываемой сети в надзирающих инстанциях. Узел доступа можно разделить на две составляющие: активная часть (Ethernet-коммутатор, источник бесперебойного питания, контроллер мониторинга состояния узла) и пассивная часть (антивандальный шкаф, оптический кросс, вводно-распределительное устройство). В данной технологии волоконно-оптическая линия связи доходит до каждого здания, в котором располагается оборудование доступа, в данном проекте коммутатор Ethernet. Подключение абонентов в таком случае производится банальным сетевым кабелем пятой категории. Плюсы очевидны: дешевизна подключения, удобство для абонентов, так как многие компьютеры и сетевые устройства имеют порт Ethernet, при этом не требуется дополнительного оборудования для пользования услугой, надежность медного кабеля. Есть и минусы, но они не столь существенны: требуется обеспечение электропитания коммутаторов в домах, зачастую возникают проблемы с загрузкой имеющихся стояков в подъездах.

В большинстве случаев используется общий канал 1 Гбит/с, который делится между абонентами. Казалось бы, скорости вполне достаточно, но развитие технологий предоставляемых услуг не стоит на месте. Тем более, что для операторов приоритетна модель Triple Play-услуг. Новые технологии телевидения требует все большей и большей ширины канала передачи данных.

Так, для передачи видеокартинки стандартного разрешения необходима полоса примерно от 1 до 4 Мбит/с, для трансляции сигнала высокой четкости от 6 до 25 Мбит/с, а для передачи трехмерного изображения свыше 30 Мбит/с.

Ближайшим конкурентом технологии FTTB является пассивная оптическая сети (PON). Но традиционные решения оптических сетей абсолютно не дают никакого преимущества перед Ethernet-доступом, так как при совместном использовании полосы на каждого абонента приходится максимум 40 Мбит/с, а в случае с Ethernet-доступом на каждого абонента можно выделять по 100 Мбит/с.

Присутствует неоспоримое преимущество, которое заключается в отсутствии активного оборудования в жилых домах, но дороговизна и сложность монтажа "последнего дюйма" закрывает перечисленные преимущества. К примеру, монтаж внутри квартиры волоконно-оптического кабеля создаст сложности для большинства абонентов [3].

1.3 Выбор топологии сети

При выборе топологии сети необходимо найти компромисс между стоимостью сетевого оборудования и его производительностью, учесть возможный рост сети. Сеть провайдера строится по трехуровневой топологии, в которой выделены:

1) Уровень доступа – оборудование в порты которых непосредственно включены абоненты (самое распространённое – коммутаторы Ethernet).

2) Уровень агрегации, который является промежуточным между уровнем доступа и ядром и занимается маршрутизацией трафика абонентов.

3) Ядро – обеспечивает связность между оборудованием уровня агрегации и другими ресурсами сети.

На рисунке 1.3 показана сеть построенная по трехуровненой топологии.

Рисунок 1.3 – Сеть трехуровневой топологии

Уровень доступа отвечает за L2-сервисы и защиту сети от атак и нежелательного трафика со стороны абонентов.

Рассмотрим рекомендуемые и существующие варианты построения уровня доступа в сетях провайдера. При использовании технологии Ethernet имеются две схемы построения:

- топология "цепочка";

- топология "кольцо";

- топология "звезда".

Сетевые устройства, в данном проекте коммутаторы доступа, соединены последовательно. Такая схема обладает рядом существенных недостатков:

1) отсутствие резервирования;

2) отсутствие изоляции отказов – отказ одного устройства может привести к отказу всей цепочки;

3) взаимное влияние – паразитный трафик воздействует на всю цепочку;

Рисунок 1.4 – Топология «цепочка»

4) избыточные требования к коммутаторам – коммутаторы в цепочке обслуживают трафик других коммутаторов.

Соединив крайние устройства в цепочке, получаем топологию «кольцо», показана на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Топология «кольцо»

При использовании топологии сети «кольцо» обеспечивается высокая устойчивость к авариям на оптическом кабеле, но при этом сохраняется разделение полосы пропускания внутри каждого кольца.

Обычно полоса пропускания составляет 1G, и лишь в последнее время некоторые операторы начинают использовать 10G.

В настоящее время наиболее распространенными являются локальные сети Ethernet с помехозащищенностью, которую создает сама среда передачи. Поэтому увеличение быстродействия и улучшение помехозащищенности этих сетей становятся возможными при переходе от электрической среды передачи к оптической, т.е. применению технологии FTTB.

Согласно технической политики по строительству сетей ШПД компании ОАО «Вымпел-Коммуникации» топология «кольцо» не используется при проектировании и застройке новых городов сети ШПД компании, но в городах, где начато или выполнено строительство по топологии «кольцо», дальнейшее строительство ведётся по топологии «кольцо».

Основу составляют узлы и ТКД, соединенные друг с другом одномодовым оптоволоконным кабелем по схеме «кольцо», рисунок 1.6.

Топология сети - объемное кольцо. Внутри объемного кольца организуются логические кольца, в каждом логическом кольце по 5 ТКД. Максимальное количество ТКД в объемном кольце до 50, т.е. максимальное количество логических колец 10 на один коммутатор узла агрегации. 10 колец по 5 ТКД в каждом логическом кольце.

Кольца замыкаются на узлах агрегации. Объемных колец может быть несколько. Объемное кольцо уровня агрегации состоит из 2-х или 3-х узлов второго уровня, которые замыкаются в отдельно выделенный уровень ядра сети, который является высокоскоростной магистралью объединяющей несколько доменов распределения.

В типовом случае резервирование волокон в кабеле 50%.

Рисунок 1.6 – Схема соединения узлов и ТКД по топология «кольцо»

От каждого узла агрегации по крышам домов, в большинстве случаев, прокладывается оптический кабель по кольцевой топологии от одной до другой ТКД последовательно, и разваривается внутри кросса, соблюдая схему разварки. Трассы ВОЛС (подземные и ВКП) планируются таким образом, чтобы минимизировать стоимость кабеля, необходимую для подключения всего района. В любом планируемом оптическом кабеле должно быть не менее четырех свободных волокон (резервирование) или 40%[7].

1.4. Выбор и характеристика среды передачи

1.4.1 Описание и общие характеристики среды передачи.

Под средой передачи данных понимают физическую среду, по которой происходит передача электрических сигналов, использующихся для переноса той или иной информации, представленной в цифровой форме. Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда - это существующая в природе среда, чаще всего естественной средой для передачи

сигналов является атмосфера Земли, но возможно также использование других сред, например:

- безвоздушного пространства;

- воды;

- грунта.

Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных.

Представителями искусственной среды являются, например, электрические и волоконно-оптические кабели (ВОК). Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей:

- волоконно-оптический (fiber);

- коаксиальный (coaxial);

- витая пара (twisted pair).

При этом и коаксиальный кабель, и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель световод, сделанный из стекла или пластмассы.

При выборе кабеля, особенно электрического, возникает противоречие между достижением высокой скорости передачи и покрытием большого расстояния. Дело в том, что можно увеличить скорость передачи данных, но это уменьшает расстояние, на которое данные могут перемещаться без восстановления. В таких ситуациях могут помогать устройства, осуществляющие регенерацию сигналов, в частности, повторители и усилители. Однако при этом некоторые ограничения накладывают физические свойства кабеля. Так, электрические кабели обладают характеристикой, считающейся косвенной, импендансом (чем выше импенданс - тем выше сопротивление), которая может стать источником осложнений при попытке соединить два кабеля с различным импендансом. Прежде чем в 1992 году были одобрены стандарты на сеть Ethernet в части установки неэкранированной витой пары, в большинстве локальных сетей использовался коаксиальный кабель. Но в последующих инсталляциях, в основном, использовали более гибкую и менее дорогостоящую среду - неэкранированную витую пару. Кроме того, все большее распространение получает ВОК, за счет своих лучших характеристик по сравнению с электрическими кабелями. Однако ВОК обладает существенным недостатком - высокой стоимостью, поэтому он чаще всего используется в магистральной сети, а до рабочих мест протягивается пока еще относительно редко.

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые

импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к помехам,

электромагнитным. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля

является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи.

В городе Нефтекамске компания ОАО «Вымпел-телекомунникации» сетями

широкополосного доступа уже охватила большое количество районов, и при строительстве сетей придерживается выбору однотипных оптических кабелей марок:

- ДПОм-П-32А-6(4) и ДПОм-П-16А-4(4) производство ООО «Инкаб»;

- ОСД-1х4а-6.0 производство ООО «Еврокабель-1».

По требованию компании будут рассмотрены лишь кабели данных марок.

Описание характеристик данных ВОК в соответствующих пунктах ниже.