В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Аналитическая модель для оценки капитальных затрат на построение городской GPON-сети

Строительство оптических сетей доступа по технологии GРОN – достаточно сложный процесс, который требует определения наиболее эффективного способа реализации сети и минимизации затрат на ее строительство. Основной вопрос, который задает себе оператор связи при проектировании или планировании оптической сети доступа, касается объема капитальных затрат, необходимых на реализацию сети доступа.

Юрий
Керженцев

департамента развития сетевых технологий ОАО "Интеллект Телеком"

Олег
Червяков

начальник отдела управления проектами ОАО "Интеллект Телеком", к.т.н.

Игорь
Коньков

руководитель проектов ОАО "Интеллект Телеком"

Аналитический подход

При проектировании или планировании оптической сети доступа наиболее приемлемым является вариант, предусматривающий использование аналитического подхода для определения капитальных затрат на создание сети. Аналитический подход позволит оценить влияние на капитальные затраты выбранных архитектурных решений, определить суммарную стоимость различных элементов сети (как активных, так и пассивных), а также оценить стоимость отдельных видов работ при создании сети. При определении величины капитальных затрат требуется учитывать множество факторов: технологические особенности GРОN, территориальный разброс потенциальных пользователей, стоимость пассивного и активного оборудования, архитектуру и конструктивные особенности подключаемых к сети домов и т.д.

Для решения вопросов с определением капитальных затрат (CAPEX) на строительство сети доступа по технологии GРОN представляем аналитическую модель, которая учитывает отмеченные выше факторы.

В аналитической модели рассчитывается сеть доступа, структуру которой можно представить следующим образом (см. рис. 1). Активное оборудование сети (АО) доступа (Optical Line Terminal – OLT) располагается на узле сети оператора связи и непосредственно в помещении (квартире) пользователя (Optical Network Terminal – ONT), а между ними прокладывается физическая среда, полностью состоящая из компонентов пассивного оборудования (ПО). Топология такой сети чаще всего представляется в виде дерева, причем в узлах сети размещаются пассивные оптические разветвители сигнала – сплиттеры. Для организации прямого и обратного каналов применяется одно оптическое волокно. Технология GPON реализует динамическое распределение пропускной способности канала между пользователями.

Участки сети доступа GPON

Сеть доступа GPON традиционно условно делится на четыре участка: станционный, магистральный, распределительный и абонентский. Станционный участок (СТ) – это головной узел сети доступа, включающий в себя активное оборудование (OLT), размещаемое в шкафу OLT и пассивные оптические элементы (оптические кроссы высокой плотности, патч-корды и др.), размещаемые в кроссовом оптическом шкафу (ШКО). Магистральный участок (МУ) – это линейная оптическая магистраль (оптический многожильный кабель), проложенная от здания головного узла связи до группы многоэтажных жилых домов, оптические муфты и распределительный кабель от муфт до распределительного шкафа дома (ОРШ). Распределительный участок (РУ) – это оптический кабель, проложенный вертикально в здании от места установки оптического распределительного шкафа (ОРШ) дома с оптическим кроссом и сплиттерами до этажных оптических распределительных коробок (ОРК).

Абонентский участок (АУ) – это одножильный оптический кабель, прокладываемый от ОРК до места установки розетки (либо ONT) в квартире абонента.

В модели сети доступа используются некоторые допущения. Например, все жилые и административные здания классифицируются по типам, где каждый тип здания определяется его конструктивными особенностями: количеством этажей, подъездов, квартир на этаже и внутренним размером здания (высота этажа, габариты подъезда). Количество возможных типов зданий, используемых в модели, и их конструктивные особенности определяются заказчиком и используются в качестве исходных данных для моделирования.

Зоны и сектора

На этапе планирования сети чаще всего не представляется возможным получить точные данные о территориальном расположении жилищного и производственного фондов. Для выхода из такой ситуации и определения удаленности пользователей от центрального узла (где размещается OLT) введены понятия "зона" и "сектор". Применение данного подхода позволяет получить более точные данные по требуемому количеству магистрального волоконно-оптического кабеля. Иллюстрация зонального подхода по расположению пользователей показана на рис. 2.

При таком подходе район города (населенный пункт), в котором планируется строительство сети оптического доступа, условно разделяется на сектора. Далее полученные сектора делятся на произвольное количество зон. Каждая из зон характеризуется степенью удаленности от центрального узла связи. Используя понятия "зоны" и "сектора", можно с достаточной точностью определить количество пользователей и домов в каждом секторе и каждой зоне (сектор включает в себя фрагменты всех зон). В дальнейшем на основе этих данных можно выбрать тип магистрального оптического кабеля и рассчитать его необходимое количество (в метрах).

Бюджет и капитальные затраты

Протяженность каждой из зон определяется исходя из оптического бюджета сети GPON. Согласно рекомендации ITU-T G.983.4, оптический бюджет линии является суммой всех потерь, возникающих на участке оптической сети, и представляет собой энергетический бюджет затухания. Аналитическая модель учитывает особенности оптического бюджета линии при определении протяженности зон сети.

Для определения капитальных затрат на строительство сети доступа в модели могут использоваться текущие цены на активное и пассивное оборудование, кабельную продукцию, проектно-изыскательские работы (ПИР), строительно-монтажные работы (СМР) и пусконаладочные работы (ПНР).

Основными результатами моделирования являются:

сумма капитальных затрат на каждом из участков сети и в целом с учетом процента подключения пользователей;
сумма приведенных капитальных затрат на подключение одного абонента с учетом процента подключения пользователей;
количество активного и пассивного оборудования (по типам оборудования), необходимого для строительства сети;
длина оптоволоконного кабеля (по типам кабеля) и его емкость для строительства магистрального и распределительных участков сети;
количество шкафов OLT (по типам шкафа), размещаемых на узле оператора сети;
количество и тип оптических распределительных шкафов в подключаемых домах;
количество и тип этажных оптических распределительных коробок (с поэтажным размещением или с размещением для подключения квартир на нескольких этажах);
количество и длина пигтейлов или патч-кордов при различных вариантах подключения абонентского оборудования (ONT);
количество розеток (если они используются) для подключения абонентского оборудования;
стоимость ПИР, СМР и ПНР.

Выбор емкости магистрального и распределительного кабелей, а также типа и количества распределительных и этажных распределительных шкафов выполняется автоматически. Путем изменения значения исходных данных и проведения моделирования для различных значений параметров могут быть получены результаты, которые позволяют дать сравнительный анализ различных вариантов построения сети доступа. По результатам анализа можно выбрать наиболее эффективное решение и значения параметров для конкретного строительства.

На практике

В качестве примера использования аналитической модели приведем результаты моделирования одного из вариантов построения оптической сети доступа для городского района. Расчет и оценка капитальных затрат на строительство сети доступа по технологии GРОN выполнены для следующих основных исходных данных: сеть охватывает 20 тыс. потенциальных пользователей (квартир в домах района), коэффициент деления сплиттера – 32, процент резервирования ОВ распределительного кабеля – 20%, процент резервирования ОВ в магистральном кабеле – 10%.

Для расчета капитальных затрат при помощи аналитической модели использованы цены и тарифы ведущих производителей активного и пассивного оборудования, а также тарифы ведущих строительных фирм г. Москвы. На рис. 3–7 и в табл. 1–2 представлены некоторые результаты моделирования при вышеперечисленных начальных условиях.

Таким образом, разработанная аналитическая модель может быть использована оператором связи или интегратором на этапах предпроектных исследований и проектирования городской GPON-сети с целью оценки ожидаемых капитальных затрат и определения состава сети. Анализ результатов работы модели при разных исходных данных позволит выбрать эффективную конфигурацию сети на станционном, магистральном, распределительном и абонентском участках сети доступа.