6.2 Описание отдельных этапов проектирования
Задачи этапа 1
Постановка задачи проектирования САД в значительной мере определяется типом коммутационной станции, для которой оптимизируются затраты на реализацию пристанционного участка. Эта задача может быть сведена к анализу двух вариантов:
Организация САД для цифровой коммутационной станции, которая устанавливается в качестве новой АТС на городской или сельской телефонной сети;
Модернизация существующей САД при замене аналоговой АТС на цифровую.
Если она монтируется как новая районная АТС, то структура абонентской сети может быть спроектирована самым оптимальным способом. В этом случае целесообразно выбрать такую структуру абонентской транспортной (первичной) сети и, соответственно, технические средства её реализации, которые способны поддержать дальнейшую эволюцию электросвязи.
Если же цифровая станция заменяет существующую РАТС, то структура абонентской сети будет в значительной степени определяться топологией кабельной канализации и проложенными ранее кабелями связи.
В качестве критерия оптимизации используется стоимостной показатель (капитальные вложения или приведённые затраты), выражаемый либо непосредственно в денежных единицах, либо в виде физической величины (протяжённость линейных сооружений, число концентраторов и т. п.). Одновременно оптимизировать надёжность сети и стоимость невозможно, поэтому стоимость выбирается в качестве критерия, а надёжность, или коэффициент готовности, рассматриваются как заданные величины. По стоимости сравниваются только решения, имеющие одинаковую надёжность.
Исходные данные, подготовленные для проектирования САД, должны включать следующие компоненты:
План пристанционного участка, содержащий графическую информацию о всех существующих элементах САД;
Дополнительную информацию к графическому плану, которая существенна с точки зрения планирования САД (районы новой застройки, естественные препятствия для прокладки кабельной канализации и т. п.);
Характеристику кабельной канализации, типы и состояния эксплуатируемых кабелей связи;
Требования к размещению новых терминалов и пропускной способности САД;
Перечень предпочтительных типов оборудования для развития САД;
Финансовые и иные ограничения, которые не могут быть формализованы.
Задачи этапа 2
На начальном этапе прогнозирования основных характеристик САД необходимо сформулировать перечень задач, стоящих перед проектировщиком для принятия оптимальных проектных решений по САД. В качестве основных можно выделить следующие:
Когда и каким способом (интегрированное с сетью доступа или отдельной системой) будет внедряться кабельное телевидение?
Когда сформируется спрос на услуги обычной (узкополосной) ЦСИО, в какое время пользователи заинтересуются возможностями, предоставляемыми широкополосной сетью (Ш – ЦСИО);
Как будут развиваться системы передачи данных (ПД), локальных вычислительных сетей (ЛВС) и когда наступит этап их интеграции с ЦСИО?
Как и когда могут повыситься требования к качеству передачи информации, обслуживания вызовов и надёжности САД?
Какие новые тенденции в развитии электросвязи будут оказывать существенное влияние на эволюцию САД?
Что касается исходных данных, то для них можно сформулировать две проблемы прогнозирования. Во-первых, рост абонентов ТфОП, появление пользователей ЦСИО и других новых телекоммуникационных услуг потребуют расширения пропускной способности САД. Это обстоятельство стимулирует разработку метода прогнозирования пропускной способности САД на несколько лет вперёд. Во-вторых, ожидаемое появление широкополосных услуг потребует весьма существенного повышения пропускной способности САД. Здесь особую актуальность приобретает прогнозирование времени начала коммерческой эксплуатации Ш – ЦСИО, численность её абонентов и динамика их роста.
Один из классических подходов к прогнозированию основан на анализе статистических рядов. Наиболее простой и вместе с тем эффективный метод основан на регрессионном анализе. Коэффициенты регрессии определяются методом наименьших квадратов. Для аппроксимации исследуемого процесса необходимо подобрать аналитическую кривую из известных математических функций. По выбранной кривой можно не только прогнозировать развитие исследуемого процесса, но и оценить ошибку прогноза в зависимости от периода, на который он выполняется. Ошибка прогноза, выраженная через величину доверительного интервала, определяется по известным в математической статистике формулам. Подобный подход может быть использован для прогнозирования процессов и явлений, для которых известен соответствующий статистический ряд. Существенно сложнее прогнозировать новые процессы. В качестве них могут рассматриваться многие аспекты создания Ш – ЦСИО. В этих случаях прогнозирование может основываться на методе экспертных оценок, на результатах, полученных для каких-либо похожих процессов, и на специальных методиках, ориентированных на ограниченный статистический материал.
Задачи этапа 3
Декомпозиция задачи должна состоять в постановке вопросов по первичным и вторичным сетям. Формирование таких требований как пропускная способность первичной сети, наличие двух или более независимых путей передачи информации, допустимое время восстановления отказов и т.п., осуществляется в рамках вторичных сетей. В этом смысле, первичная сеть лишь поддерживает заданные требования по переносу информации между коммутационными станциями вторичных сетей.
С другой стороны, современные первичные сети имеют специфическую топологию (отличную практически от всех структур вторичных сетей), собственные принципы управления своими ресурсами и ряд других оригинальных характеристик.
Сеть абонентского доступа можно рассматривать как совокупность первичной и нескольких вторичных сетей. Декомпозиция задачи может рассматриваться как отнесение отдельных элементов абонентского доступа к первичным или вторичным сетям. В первичную сеть входят все элементы линейно-кабельных сооружений, коммутационные системы типа ЦКУ или МВ, во вторичную - терминалы, выносные модули коммутационной станции, УПАТС, ЛВС и другие средства распределения информации.
Задачи этапа 4
По исходным данным может быть разработано несколько возможных сценариев по созданию или развитию САД. Целесообразно выделить, по крайней мере, три сценария, подлежащих детальному анализу.
Первый должен быть ориентирован на оптимизацию стоимости САД на ближайшее время ее функционирования.
Второй сценарий должен предусматривать оптимизацию стоимости сети доступа на этапе введения услуг Ш-ЦСИО.
Третий сценарий (или желательно группа сценариев) должен быть основан на разумных компромиссах между вариантами, изложенными выше. В качестве примера такого компромисса на рисунке 6.3 показан вариант использования ОК, проложенного на этапе модернизации САД.
Рисунок 6. 3 - Использование оптического кабеля
При реализации услуг телефонной связи и обычной ЦСИО используются N1 пар оптических волокон (ОВ) из доступных N пар (N = N1+N2+N3). На этапе развития кабельного телевидения и других подобных услуг в эксплуатацию вводятся еще N2 пар ОВ. Для первых пользователей Ш-ЦСИО становятся доступны N3 пар ОВ. Когда все ОВ использованы, дальнейшее расширение пропускной способности сети осуществляется за счет спектрального уплотнения.
Проработка нескольких вариантов третьего сценария может оказаться весьма полезной и привести к появлению эффективных сетевых решений.
Задачи этапа 5
Анализ возможных сценариев с учетом финансовых, технических и иных ограничений служит тем этапом планирования САД, на котором могут быть в полной мере учтены все объективно существующие ограничения. Здесь проектировщик упрощает дальнейшие процедуры за счет отказа от сценариев, которые не могут быть реализованы.
Задачи этапа 6
На данном этапе должны быть решены задачи, позволяющие значительно снизить затраты на реализацию сценария САД, выбранного по результатам предыдущих пяти этапов. К таким задачам следует отнести:
Оптимизацию мест расположения коммутационного оборудования (станций и концентраторов) и границ пристанционного участка;
Оптимальное прохождение трасс магистрального и распределительного кабеля;
Нахождение оптимальных вариантов подключения выносных элементов;
Определение оптимальных границ районов подключения (шкафных районов);
Синтез структуры сети заданной связности с минимальной стоимостью;
Оптимизацию структуры первичной сети (в частности, с кольцевой структурой).
Для решения поставленных задач необходимо построить математическую модель проектируемой САД. С одной стороны она должна учитывать, возможно большее число факторов, от которых зависит результат проектирования, а с другой, - быть достаточно простой для получения наглядных, желательно аналитических зависимостей между входящими в нее параметрами. Построение математической модели - важнейшая часть всего исследования, так как она определяет его конечный результат.
Задачи этапа 7
После решения математических задач необходима соответствующая интерпретация полученных результатов. Использование ручных и особенно автоматизированных методов проектирования сети доступа может привести к неприемлемым для практики результатам. Подобные ситуации возникают либо из-за ошибок в исходных данных, либо на том этапе, когда математические методы (или программное обеспечение ) еще не отработаны.
Задачи проектировщика заключаются в поиске и устранении ошибок в исходных данных. Если ошибок не обнаружено, то необходимо найти причины в математических методах, либо в программном обеспечении, автоматизирующем процесс планирования САД.
Когда требуемое решение получено, составляется проектная документация на проведение соответствующих работ по проектированию САД.