Разработка фрагмента мультисервисной сети ЭР-Телеком

2.3 Структурированная кабельная система

2.3.1 Разработка СКС для одного узла сети

Согласно особенностей проектируемой СКС, а также международных стандартов ISO / IEC 11801, сеть СКС состоит из двух подсистем:

Горизонтальная подсистема распространяется от телекоммуникационной розетки до телекоммуникационной шкафа (распределительного пункта) и содержит следующие компоненты:

- горизонтальные кабели;

- коммуникационные розетки

- точки перехода (ТП);

- кабельные разъемы;

- кроссовые соединения.

Подсистема магистралей обеспечивает соединение между телекоммуникационными шкафами и главным узлом (узлом агрегации). Телекоммуникационные шкафы - место в доме, где находится телекоммуникационное системное оборудование. Оно включает механические разъемы и / или кроссовые соединения для горизонтальных и магистральных кабелей.

2.3.2 Кабельная подсистема района

Районная кабельная подсистема многоэтажных застроек строится по топологии "кольцо" для обеспечения высокой надежности. Она соединяет узел перекоммутации магистральной сети (узел агрегации) с распределительными пунктами многоэтажных зданий (РПБ), где расположено активное оборудование сети доступа.

Для прокладки сети было решено использовать оптоволоконный кабель, он не только позволяет повысить надежность за счет лучшей защищенности от внешних электромагнитных наводок, но и за счет создания более надежной топологии всей сети, ведь оптоволоконный кабель позволяет передавать данные на значительно большую дальность, чем витая пара.

Выбор оптического кабеля зависит от того, где он будет проложен. Различают следующие виды прокладки оптоволокна: подземная прокладка, подвеска на опорах и прокладки в помещениях. При создании сети прокладка кабеля будет осуществляться по воздуху. Таким образом нам нужен самонесущий диэлектрический волоконно-оптический кабель. Оптимальным числом волокон будет - 16. Таким образом выбираем кабель ДПТс-П-16А-7. Характеристики кабеля представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Характеристики кабеля

Шкафы оптические (распределительные) предназначены для организации разъемного соединения нескольких оптических кабелей, и выполнения переключений в процессе эксплуатации сети. Они применяются при переходе с линейных (внешних) оптоволоконных кабелей к активному оборудованию.

Шкаф представляют собой устанавливаемый на стене универсальный металлический корпус, в котором есть раз объемно-коммутационная панель, на которую монтируются оптические соединители. С одной стороны к ним подключаются разъемы одного (или нескольких) разделенных в шкафу кабелей, с другой, гибкие коммутационные шнуры, с помощью которых выполняются коммутации или подключается активное оборудование.

Свободные волокна закрепляется на специальном организаторе световодов, который обеспечивает их фиксацию с соблюдением минимально допустимого радиуса изгиба. Там же при необходимости предусматривается крепление сросток. Для соединения оборудования с разъемами в оптических шкафах использовались патчкорды оптические.

2.3.3 Горизонтальная кабельная подсистема

Горизонтальная кабельная подсистема многоэтажных застроек проходит от РПБ в ТР и включает в себя горизонтальные кабели, места механического терминирования горизонтальных кабелей на РПБ, а также кросс-соединения на РПБ. Горизонтальные кабели непрерывные на всем протяжении от РПБ в ТР. Распределители размещаются в телекоммуникационных шкафах. Отсюда по соответствующим трассах отходят кабели к телекоммуникационных розеток, находящихся у абонентов.

Внутри здания возможны два основных типа разводки кабеля это:

- Структурирование по подъездам. В этом варианте пользователи подключаются к обслуживающему каждый отдельный подъезд коммутатору. Оборудование всех подъездов подключено к одному коммутатору, который, в свою очередь, каким-либо образом включен в магистраль.

- Предельная централизация абонентской системы здания - установка оборудования в одной точке дома, в которую сходятся кабельные линии от всех абонентов.

Учитывая, что высота 5-этажного дома около 15 метров, длина на подъезд примерно 15-20 метров, вполне достаточно одного активного устройства на 3-5 подъездов. В случае, если дом очень большой, целесообразно рассматривать его как несколько домов, соединенных магистралями (в том числе оптоволоконными). Преимущества: установка, подвод питания, обслуживания, защита от злоумышленников - все в одном месте. Но недостатки тоже есть, главным образом, это кабельные линии большей длины и большой толщины. Когда коммуникационные трубы слишком узкие, строение многоэтажная (более 10-12 этажей) и абонентов много (или большие перспективы их появления), целесообразно использовать структурную схему, ориентированную на установку активного оборудования в каждом подъезде. Централизованная схема удобнее в относительно невысоком доме (менее 10-12 этажей) и числом абонентов в подъезде не более 10-15.

2.3.4 Выбор кабелей горизонтальной подсистемы

Горизонтальная подсистема характеризуется большим количеством ответвлений кабеля, так как его нужно провести к каждой пользовательской розетке. Поэтому к кабелю, используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные требования к удобству выполнения ответвлений, а также удобству его прокладки в помещениях. При выборе кабеля принимаются во внимание следующие характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость.

Для абонентской системы многоэтажной застройки оптимальным выбором служит витая пара категории 5е и коаксиальный распределительный кабель типа RG. Для удобства прокладки кабеля, а также дальнейшего подключения абонентов выбираем многожильный кабель, который будет проложен от оптического узла, до этажного распределительного шкафа (ШЭР). Для этого выбираем кабели типа FTP 10*2 и RG-11. Это позволит прокладывать кабели даже в узких трубостойках, а также быстро и с малыми затратами кабеля подключать абонентов.

2.4 Проектирование на сетевом уровне

2.4.1 Распределение адресного пространства

Проектируемая мультисервисная телекоммуникационная сеть имеет 280 абонентов. Но в связи с тем, что адресное пространство сети распределяется на весь район, распределим адреса еще и для других семи микрорайонов. Таким образом сеть делится на 8 секторов с узловой точкой в ??каждом районе. Также для предотвращения широковещательных штормов и предотвращения петель в сети применяется технология VLAN, нумерация VLAN начинается с 10 и распределена среди всех подсетей. В таблице 2.10 приведено распределение адресного пространства и VLAN.

Также на каждом узле агрегации находится BRAS, который агрегирует пользовательские подключения по сети уровня доступа. Все 8 BRAS соединяются своей сетью с главным маршрутизатором. Также, для удаленного доступа, мониторинга и управления любого оборудования в сети присвоен IP адрес из своей подсети. Для доступа к услугам VoIP также выделена своя подсеть. В таблице 2.6 представлено распределение адресного пространства в сети.

Таблица 2.6 - Распределение адресного пространства в сети

Для реализации технологической сети также используется технология VLAN, которая обеспечивает высокий уровень безопасности сети. В таблице 2.7 приведено распределение адресного пространства и VLAN для технологической сети.

Таблица 2.7 - Распределение адресного пространства технологической сети

Для всех BRAS, таблицы маршрутизации почти одинаковы и являются простейшими - они содержат в себе только маршрутную запись по умолчанию. Таблица маршрутизации ядра приведена в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Маршрутизация ядра

2.4.2 Конфигурация оборудования

Для каждого оборудования нужно написать свой конфигурационный файл, который будет включать в себя адреса сетевых интерфейсов и таблицы маршрутизации, а также некоторую дополнительную информацию. Поэтому для проверки лучше сначала создать модель сети - для этого от фирмы Cisco является программное средство - Packet Tracer 5. Программа Packet Tracer предлагает на выбор несколько основных моделей коммуникационного оборудования, и основные технологии, которые широко используются в корпоративных территориальных сетях. Модель построим не в "полную силу", а несколько "урезанную", показывая лишь некоторую часть сети доступа. Мультисервисная телекоммуникационная сеть делится на два уровня: уровень доступа и магистральный уровень.

Магистральный уровень строится из нескольких коммутаторов 3го уровня, которые соединены в кольцо, к сети передачи данных "ЭР-телеком". В модели выберем коммутаторы 3560 24PS - коммутаторы 3-го уровня.

Для предотвращения петель в кольцевой топологии необходимо использовать протокол STP. Основной задачей STP является приведение сети Ethernet с множественными связями к древовидной топологии, исключающей циклы пакетов. Происходит это путем автоматического блокирования избыточных в данный момент связей для полной связности портов. Поэтому объясним коммутатор ядра главным, от которого будет строиться дерево STP.

sw-core (config) # spanning-tree mode pvst

sw-core (config) # spanning-tree vlan 1-4096 priority 4096

sw-core (config) # spanning-tree portfast default

Так как коммутатор sw-core имеет приоритет выше остальных коммутаторов, поэтому он становится главным. Также все порты, которые не участвуют в дереве STP (все порты в access режиме), переводятся в режим portfast, который минимизирует время, необходимое для перехода порта в состояние forward.

Однако через большое время сходимости в мультисервисной сети будет применяться протокол RSTP, который отличается меньшим временем сходимости сети.

Так как в магистральной сети находится богатое количество коммутаторов, чтобы не добавлять к каждому коммутатору VLAN которые не имеет в его базе, применим технологию VTP. В протоколе VTP согласованность конфигураций VLAN-сетей поддерживается в общем административном домене. Кроме того, протокол VTP уменьшает сложность управления и мониторинга VLAN-сетей. Поэтому все магистральные коммутаторы находятся в домене ЭР-телеком. И сервером домена является главный коммутатор, а другие становятся клиентами домена.

sw-core # vlan database

sw-core (vlan) # vlan 10 name

sw-core (vlan) # vlan 10 name ab_mnogoetajki

VLAN 10 added:

Name: ab_mnogoetajki

sw-core (vlan) # vl

sw-core (vlan) # vlan 11 name ab_chastnii

VLAN 11 added:

Name: ab_chastnii

sw-core (vlan) # vl

sw-core (vlan) # vlan 12 name ab_del

sw-core (config) # vtp mode server

sw-core (config) # vtp domain domru

sw-core (config) # vtp password domru

sw-1-1 (config) # vtp mode client

sw-1-1 (config) # vtp domain domru

sw-1-1 (config) # vtp password domru

Для передачи нескольких VLAN по одному каналу нужно чтобы порты коммутатора были в режиме Trunk. Нужно указать опцию nonegotite которая отключает автоматическое распознавание режима (mode access или mode trunk). В целях безопасности и ограничения лишнего трафика не на всех транковых портах необходимо наличие всех VLAN поэтому их надо ограничить только нужными.

sw-1-1 (config-if) # switchport trunk encapsulation dot1q

sw-1-1 (config-if) # switchport mode trunk

sw-1-1 (config-if) # switchport nonegotiate

sw-1-1 (config-if) # switchport trunk allowed vlan 10-11,100,111

Для доступа к коммутаторам и маршрутизаторам нужно всем добавить IP адрес в VLAN технологической сети

sw-1-1 (config) # interface vlan 111

sw-1-1 (config-if) # ip add 10.0.0.10 255.255.255.0

Коммутаторы доступа имеют аналогичную конфигурацию, как и магистральные, но есть некоторые отличия. В коммутаторах доступа не применяется VTP домен, ведь на сети доступа не требуется наличие всех VLAN сети. Также на портах магистрального коммутатора, к которому подключены коммутаторы доступа, есть ограничения по VLAN. Также в коммутаторах доступа почти все порты находятся в режиме access. Этот режим позволяет подать только один Vlan на данный порт в нетегированом режиме. Также нужно сделать привязку MAC-адреса клиентского оборудования к порту, для защиты от постороннего подключения.

sw-1e000101 (config) # interface FastEthernet0/1

sw-1e000101 (config-if) # switchport access vlan 10

sw-1e000101 (config-if) # switchport mode access

sw-1e00101 (config-if) # switchport port-security

sw-1e00101 (config-if) # switchport port-security violation restrict

sw-1e00101 (config-if) # switchport port-security mac-address 0009.7CCC.B2A7

Все абоненты получают IP динамически с помощью протокола DHCP. Если определена область DHCP и заданы диапазоны исключения, то оставшаяся часть адресов называется пулом доступных адресов (address pool) в пределах области. IP выдаются из маршрутизаторов BRAS.

BRAS-1 (config) # ip dhcp pool ab_mn

BRAS-1 (dhcp-config) # network 10.27.0.0 255.255.240.0

BRAS-1 (dhcp-config) # default-router 10.27.0.1

BRAS-1 (dhcp-config) # dns-server 10.0.0.2

BRAS-1 (config) # ip dhcp excluded-address 10.27.0.1

Также на маршрутизаторе настраиваются подинтерфейсы, имеющие доступ к различным VLAN (каждый в своей). Эти интерфейсы являются основными шлюзами для абонентов.

BRAS-1 (config) # interface fastEthernet 0/0.10

BRAS-1 (config-subif) # encapsulation dot1Q 10

BRAS-1 (config-subif) # ip address 10.27.0.1 255.255.240.0

В сети также присутствует маршрутизатор, который выполняет роль Softswitch. На нем настраивается функция telephony-service, где указывается максимальное количество телефонов подключаемых к маршрутизатору, и количество цифр в номере, IP адрес к которому будут подключаться все VoIP устройства. Также на этом маршрутизаторе, настраивается - какому телефону, присвоить какой номер, и сделать привязку по MAC-адресу. Всем устройствам IP-телефонии присваивается IP адрес, с помощью протокола DHCP. Для этого используется опция 150, в которой указывается адрес TFTP сервера.

VoIP (config) # interface fastEthernet 0/0.111

VoIP (config-subif) # encapsulation dot1Q 111

VoIP (config) # ip dhcp pool VoIP

VoIP (dhcp-config) # network 10.1.0.0 255.255.224.0

VoIP (dhcp-config) # default-router 10.1.0.1

VoIP (dhcp-config) # option 150 ip 10.1.0.1

VoIP (config) # telephony-service

VoIP (config-telephony) # max-ephones 42

VoIP (config-telephony) # max-dn 144

VoIP (config-telephony) # ip source-address 10.1.0.1 port 2000

VoIP (config-telephony) # auto assign 4 to 6

VoIP (config-telephony) # auto assign 1 to 42

VoIP (config-ephone) # mac-address 0003.E4A6.6D01

VoIP (config) # ephone-dn 1

VoIP(config-ephone-dn)#number 3880000

2.4.3 Конфигурация доступа в Интернет

Network address translation (NAT) - создан для упрощения и скрытия IP адресации. NAT позволяет представить внешнему миру внутреннюю структуру IP адресации предприятия иначе, чем она на самом деле выглядит. Это позволяет организации соединяться с Интернетом, не имея внутри себя глобальной уникальной IP адресации. Это дает возможность выхода в Интернет для корпоративных внутренних IP сетей с внутренними IP адресами (intranet), которые глобально не уникальны и поэтому не могут маршрутизироваться в Интернете. NAT применяется также для связи территориально распределенных подразделений организации через Интернет.

NAT реализован на главном маршрутизаторе.

core-router (config) # interface fastEthernet 0/1

core-router (config-if) # ip address 213.130.10.9 255.255.255.0

core-router (config-if) # ip nat outside

core-router (config) # interface FastEthernet0/0.121

core-router (config-if) # encapsulation dot1Q 121

core-router (config-if) # ip address 10.2.0.1 255.255.255.252

core-router (config-if) # ip nat inside

Диапазон внешних IP-адресов распределен среди каждого микрорайона в таблице 2.9.

Таблица 2.9 Распределение внешних IP-адресов

core-router (config) # ip nat pool BRAS_1 91.226.140.1 91.226.140.5 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_2 91.226.140.6 91.226.140.10 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_3 91.226.140.11 91.226.140.15 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_4 91.226.140.16 91.226.140.20 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_5 91.226.140.21 91.226.140.25 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_6 91.226.140.26 91.226.140.30 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_7 91.226.140.31 91.226.140.135 etmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat pool BRAS_8 91.226.140.36 91.226.140.40 netmask 255.255.255.0

core-router (config) # ip nat inside source list 1 pool BRAS_1

core-router (config) # ip nat inside source list 2 pool BRAS_2

core-router (config) # ip nat inside source list 3 pool BRAS_3

core-router (config) # ip nat inside source list 4 pool BRAS_4

core-router (config) # ip nat inside source list 5 pool BRAS_5

core-router (config) # ip nat inside source list 6 pool BRAS_6

core-router (config) # ip nat inside source list 7 pool BRAS_7

core-router (config) # ip nat inside source list 8 pool BRAS_8

Некоторым абонентам, и деловым клиентам возможно выделение статического IP-адреса. Также DNS тоже имеет внутренний IP адрес 10.0.0.2 а внешнюю 91.226.140.253.

core-router (config) # ip nat inside source static 10.27.0.3 91.226.140.41

core-router (config) # ip nat inside source static 10.27.104.3 91.226.140.42

core-router (config) # ip nat inside source static 10.0.0.2 91.226.140.253.

Для того чтобы сектора микрорайона выходили через свои пулы пропишем списки доступа:

core-router (config) # access-list 1 permit 192.172.0.0 0.0.15.255

core-router (config) # access-list 1 permit 192.172.16.0 0.0.0.255

core-router (config) # access-list 1 deny any

2.4.4 Конфигурация списков доступа

Всех должники будут отключаться от доступа к сети Интернет и к IP телефонии. Списки доступа могут быть двух типов - стандартные и расширенные. Поэтому на каждом BRAS прописывается стандартный список доступа. В этом списке должник IP адрес 10.27.4.3

BRAS-1 (config) # ip access-list standard Doljniki

BRAS-1 (config-std-nacl) # deny host 10.27.4.3

BRAS-1 (config-std-nacl) # permit any

BRAS-1 (config) # interface fastEthernet 0/0.10

BRAS-1 (config-subif) # ip access-group Doljniki in

BRAS-1 (config-subif) # ip access-group Doljniki out

Для запрета доступа к IP телефонии на маршрутизаторе VoIP также прописывается список доступа.

VoIP (config) # ip access-list standard Zadoljniki

VoIP (config-std-nacl) # deny host 10.27.4.3

VoIP (config-std-nacl) # permit any

VoIP (config-subif) # ip access-group Zadoljniki in

VoIP (config-subif) # ip access-group Zadoljniki out

VoIP (config-subif) # ip access-group Zadoljniki out

Запрет доступа из Интернета к серверу FTP

core-router (config) # ip access-list extended FTP

core-router (config-ext-nacl) # deny ip any 10.0.0.3 0.0.0.0

core-router (config-ext-nacl) # permit ip any any

core-router (config) # interface fastEthernet 0/1

core-router (config-if) # ip access-group FTP in

core-router (config-if) # ip access-group FTP out

2.4.5 Организация доступа к услугам в проектируемой сети

Проектируемая мультисервисная сеть должна предоставлять услуги доступа к сети Интернет, IP телефонии и услуги IPTV.

2.4.5.1 Описание доступа к сети Интернет

Для доступа к сети Интернет абоненты получают с помощью DHCP IP-адреса. Все запросы от абонентов поступают в маршрутизатор BRAS (в реальной сети BRAS представляет собой высокопроизводительный сервер с операционной системой FreeBSD v8.1, и специальным программным обеспечением), где проверяется абонент на задолженность. Если задолженности нет, то все запросы перенаправляются через магистральную сеть и сеть передачи данных "ЭР-телеком" к ядру (главного маршрутизатора), которой далее транслирует его через NAT.

Для обеспечения безопасности абонентов на сети применяются такие технологии как DHCP Snooping, привязка IP адреса абонента к MAC адресу абонентского оборудования и порта коммутатора доступа, к которому подключен абонент, для защиты от подмены IP адреса абонента и DHCP сервера. Также на коммутаторах доступа применяется технология Isolated VLANs для того чтобы абоненты не могли обмениваться информацией со всеми остальными портами коммутатора доступа.

2.4.5.2 Организация телефонии

Сегодня общепризнано, что развертывание телефонии и других медийных служб предприятия, их интеграция в общую IT-инфраструктуру компании эффективно обеспечивается поверх общей аппаратно-программной инфраструктуры на основе протокола IP.

IP-Телефонные линии (Internet Protocol) - услуга, позволяющая использовать пакетную IP-сеть как среда передачи голоса и факсов в режиме реального времени.

SIP транк (или SIP TRUNK, групповая IP линия) - несколько IP телефонных линий предоставляемых по одной паре (или по оптике), и имеющие общую номерную емкость. Количество линий в группе - от 2 и более, количество ограничивается профилем абонента и возможностями транспортной сети (пропускной способностью последней мили).

VoIP трафик от каждого IP сессии поступает к сети передачи данных и далее к Soft switch где происходит преобразование IP-телефонии в аналоговую и поступает в опорно-транзитной станции C & C08. На ОПТС трафик анализируется и в зависимости от направления поступает к ТфОП или междугородное и международное направление.

Организация IP-телефонии организована, так же как и услуга SIP транк. Для обеспечения высокого качества услуг на всей сети применяется технология QoS. А именно, отдельная приоритезация VLAN с VoIP трафиком.

В модели роль SoftSwitch выполняет маршрутизатор VoIP. Где прописано сервис телефонии. IP-телефония имеет свой VLAN, который имеет самый высокий приоритет QoS. Все разговоры и запросы идут через маршрутизатор от устройств IP телефонии.

% IPPHONE-6-REGISTER: ephone-2 IP: 10.1.0.2 Socket: 2 DeviceType: Phone has registered.

% IPPHONE-6-REGISTER: ephone-6 IP: 10.27.0.5 Socket: 2 DeviceType: Phone has registered.

2.4.5.3 Организация VPN

Для реализации виртуальной частной сети выделяется VLAN, которой согласовывается с клиентом и подается к нему. В данной модели, был выбран 300 VLAN. Клиент у себя прописывает на маршрутизаторе таблицы маршрутизации, по которой отделяет корпоративный трафик от трафика в сети Интернет.

2.4.5.4 Организация услуги IPTV

Доступ к услуге IPTV реализован с помощью мультикаст. Multicast - специальная форма широковещания, при которой копии пакетов направляются определенному подмножеству адресатов. Технология IP Multicast использует адреса с 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поддерживается статическая и динамическая адресация. Диапазон адресов с 224.0.0.0 по 224.0.0.255 зарезервирован для протоколов маршрутизации и других низкоуровневых протоколов поддержки групповой адресации. Для определения членов различных групп в локальной сети маршрутизатор использует протокол IGMP. Один из маршрутизаторов подсети периодически опрашивает узлы подсети, чтобы узнать, какие группы используются приложениями узлов. На каждую группу генерируется только один ответ в подсети. Для того чтобы стать членом новой группы, узел получателя инициирует запрос на маршрутизатор локальной сети. Сетевой интерфейс узла-получателя настраивается на прием пакетов с этим групповым адресом. Каждый узел самостоятельно отслеживает свои активные групповые адреса, и когда отпадает необходимость находиться в данной группе, прекращает посылать подтверждения на IGMP - запросы. Результаты IGMP - запросов используются протоколами групповой маршрутизации для передачи информации о членстве в группе на соседние маршрутизаторы и далее по сети. В мультисервисной сети, для того чтобы не создавался мультикастовий поток на каждый VLAN в сети применяется технология MVR (Multicast VLAN Registration). Благодаря технологии MVR IGMP-запросы могут поступать из различных VLAN в один мультикастового VLAN. Видеоконтент берется у оператора "ЭР-телеком" и составляет 66 каналов, по 5 Мбит/с каждый. Для предоставления услуги IPTV высокого качества применим приоритезация мультикастового VLAN на магистральной сети и трафика с видео контентом на коммутаторах доступа.

2.5 Расчет оптического бюджета сети

"Оптическим бюджетом" принято считать максимальное значение затухания в оптическом волокне от OLT до максимально удаленного ONT.

В данном случае оптический бюджет = Tx (выходная мощность трансивера) - (-Rx) (чувствительность ресивера).

Для оборудования Lambda Pro 50 и ONT-F10-114 расчет бюджета оптической линии будет следующим: выходная мощность Lambda и ONT составляет +1,5dBm, их чувствительность - -28dBm. Соответственно оптический бюджет для потока: 1,5 - (-28) = 29,5dBm;

С учетом эксплуатационного запаса в 3 dBm, максимальное значение оптического бюджета линии не должно превышать 26,5dBm.

На затухание сигнала в оптической сети влияют следующие составляющие:

- потери в соединениях волокна;

- потери в оптическом волокне (на километр);

- потери в оптических коннекторах;

- потери при использовании различных типов сплиттеров.

В таблице 2.10 приведены значения потерь для каждого элемента PON (приведены усредненные значения):

Таблица 2.10 - Потери элементов PON

Если суммарное затухание в линии будет больше оптического бюджета, то проектируемая система работать не будет.

Расчет оптического бюджета при построении PON дерева произведем по следующей формуле (1):

P = F + C + Sl + Sp, (1)

где: P = бюджет мощности (максимальные оптические потери в ODN);

F = затухание ОВ в зависимости от протяженности (в километрах);

С = затухание сигнала в оптических коннекторах;

Sl = затухание сигнала в соединениях волокна;

Sp = затухание сигнала в сплиттерах.

Рисунок 2.3 - Расчет затухания

Для данной схемы организации связи, приведенной на рисунке 20, расчет оптического бюджета линии будет следующим:

P = F + C + Sl + Sp

при следующих исходных данных:

количестве оптических коннекторов = 7;

количестве соединений ОВ = 8;

количестве сплиттеров = 2 (1:2, 1:16).

P = F + 7*0,25 + 8*0,05 + (3,2 + 17,0) = 26,5dBm

отсюда предельная длина линии определяется следующим образом:

L = (26,5 - 7*0,25 - 8*0,05 - 3,2 - 17,0)/0,22 = 18,9 км.

При оптическом бюджете в 26,5dBm, максимальная длина линии составляет 18,9 км. Это означает, что в каждом секторе сети суммарное затухание не превышает допустимых значений. Значит спроектированная сеть работоспособна. Модель сети разработанная в Cisco Tracer представлена на рисунке 2.4.

2.6 Выводы

Для сектора микрорайона разработана типовая модель СКС. Для предоставления услуг распределено IP-адресное пространство среди абонентов. Проверена работоспособность выбранных технологий и конфигураций сети на модели Packet Tracer 5.

Результаты разработки моделирования сети и расчеты использованы при разработке проектной документации. Проектирование сети проводилось согласно ГОСТ СПДС. Результаты проектирования приведены в приложении А и приложении Б.

3. Технико-экономические расчёты

Цель технико-экономического обоснования - аргументировано доказать целесообразность построения районной мультисервисной сети.

3.1 Определение затрат на разработку объекта проектирования

Себестоимость - объективная экономическая категория, представляющая собой затраты предприятия на разработку ,приобретение оборудования и его внедрение.

Расчет капитальных затрат проводим в соответствии с "Методическими указаниями по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов". Цатурова Р. Г., Мазурова М. М., Голубева А. В.; СПбГУТ.-СПб, 2010 г.

Расчет трудоемкости выполнения этапов проекта.

Для расчета себестоимости проекта необходимо выяснить, какое количество времени будет затрачено на его разработку и реализацию. Для удобства расчета сведем в таблицу трудоемкость всех этапов работы (Таблица 3.1.)

Общая трудоёмкость работ определяется временем, отведённым на дипломный проект-10-12 недель (40 дней).

Для прикладных НИР характерны следующие стадии (этапы) и примерное соотношение трудоемкости по этапам:

исследование, разработка технического задания - 10% от общей трудоемкости;

эскизный проект - 15% от общей трудоемкости;

технический проект - 35% от общей трудоемкости;

разработка рабочей документации, техническая подготовка производства - 15% от общей трудоемкости;

изготовление опытного образца, подготовка серийного производства - 25% от общей трудоемкости.

Данный проект требует участия инженера и технического консультанта.

Таблица 3.1 - Трудоемкость этапов работы

Расчет по статье основная заработная плата.

Начисление основной заработной платы производится в зависимости от принятых на предприятии форм оплаты труда. Повременная форма оплаты труда находит применение при расчете заработной платы рабочих, служащих, специалистов и руководителей. При этой форме оплаты труда заработная плата рассчитывается исходя из месячного должностного оклада за проработанное время. Затраты на основную заработную плату (Зосн.) при повременной форме оплаты труда рассчитываются по формуле:

Зосн.= Омес.* Траб.* Кд/Др.мес.,

где:

Омес. - месячный оклад разработчика объекта проектирования;

Др.мес. - среднее количество рабочих дней в месяце;

Траб. - фактическое время участия в разработке;

В данном дипломном проекте:

Омес. руководителя разработки программы = 24 496руб.

Омес. проектировщика = 24 313 руб.

Др.мес. = 21 день.

Размеры окладов разработчиков соответствуют средней заработной плате соответствующих специалистов по месту преддипломной практики.

Трудоёмкость работ определяется на основании таблицы 3.1.

Таблица 3.2 - Расчет основной заработной платы разработчиков

Смета затрат на разработку проекта.

Результаты расчета себестоимости приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет затрат на разработку проекта

К статье "Прочие затраты" относят затраты, связанные с амортизацией оборудования, используемое при разработке, на эл. энергию, а также затраты которые не были включены в указанные виды затрат. ПО не приобреталось

Таким образом, в разработку проекта требуется вложить 74441рублей.

3.2 Расчёт затрат на внедрение объекта проекта

Расчёт стоимости комплектующих изделий.

Расходы на комплектующие изделия определяются прямым счётом по форме, приведённой в таблице 3.4.и 3.5.

Таблица 3.4 - Расчёт покупных изделий

Таблица 3.5 - Затраты на кабельную продукцию

Данные граф 1-2 определяются на основании принципиальной схемы и спецификации разработки. Графа 3 определяется в основном по договорным и свободным ценам, по данным предприятия-изготовителя. Графа 4 расчётная (произведение графы 2 на графу 3).

Общие затраты на компьютерные комплектующие приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Затраты на комплектующие

Расчёт заработной платы основных работников.

При начислении заработной платы работникам при внедрении фрагмента мультисервисной сети учитывается основная заработная плата производственных рабочих и инженерно-технических работников, непосредственно связанных с внедрением объекта проектирования. Расчет заработной платы представлен в таблице 3.7

Таблица 3.7 - Расчет заработной платы основных работников

В таблице 3.8 приведена сметная ведомость затрат на внедрение проекта.

Таблица 3.8 - Сводная ведомость затрат на внедрение объекта проектирования

В статью "Накладные расходы" включаются расходы на управление и хозяйственное обслуживание. По этой статье учитывается заработная плата аппарата управления и общехозяйственных служб, затраты на содержание и текущий ремонт зданий, сооружений, оборудования и инвентаря, амортизационные отчисления на их полное восстановление и капитальный ремонт, расходы по охране труда, научно-технической информации, изобретательству и рационализации. Величина накладных расходов определяется в процентах от основной и дополнительной заработной платы.

Таким образом, в реализацию проект требуется вложить 827185 рублей.

Капитальные затраты = затраты на разработку + затраты на внедрение =74441 + 552060 =626501, руб.

3.3 Годовые эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы представляют собой текущие затраты, связанные с эксплуатационной деятельностью проектируемого объекта.

Годовые эксплуатационные расходы определяем по формуле

Эр =ФОТ + Свз + М + А + Э + П_П,

где, ФОТ - основные и дополнительные фонды оплаты труда обслуживающего персонала;

Свз - Страховые взносы, которые принимается в размере 30,2 % от ФОТ;

М - затраты на материалы и запасные части, потребляемые в процессе эксплуатации и проведении профилактических и ремонтных работ;

А - годовые амортизационные отчисления учитываются в затратах М;

Э - расходы на оплату электроэнергии со стороны для производственных нужд (учитываются в прочих расходах);

П_П - прочие расходы: административно управленческие и хозяйственные расходы; производственные и транспортные расходы.

Расчет ФОТ.

Для определения расходов на зарплату для работников основной деятельности необходимо определить численность штата по обслуживанию сети. Проектируемое оборудование не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Для выявления неисправностей в аппаратуре имеется непрерывно действующая система автоматической сигнализации и контроля. Ремонт оборудования и профилактические работы осуществляются выездной бригадой. Расчет зарплаты бригады в таблице 3.9.

Таблица 3.9. Расчет заработной платы выездной бригады

Расчет материальных затрат. Определением материальных затрат включены, материалы и запасные части, потребляемые в процессе эксплуатации и проведения профилактических, ремонтных работ, которые составляют 5-7% от стоимости оборудования.

М = Н_м * С_об, тыс. руб.

где, Н_м = 7%, С_об - стоимость оборудования.

М= 827185 * 7% - 57903, руб.

Затраты на прочие производственные, транспортные, управленческие и эксплуатационные расходы определяются в размере 15 % от ФОТ обслуживающего персонала

П_{П =} 54424 * 15%= 8164, руб.

Таким образом, в реализацию проекта требуется вложить Э= 84897 рублей.

3.4 Оценка эффективности разработки фрагмента мультсервисной сети

Эффективность определяется отношением полученных результатов к затратам и измеряется совокупностью количественных показателей. Экономическая эффективность проекта зависит от того, насколько его продукция соответствует требованиям рынка, запросам потребителей. Прибыль компании зависит от того, сколько заказов она будет получать.

Расчет прибыли от проекта.

Сеть проектируется в районе с общим числом абонентов равным 280. Предположим, что к услугам компании подключатся 70% из них, а это 196 абонентов.

Исходя из предлагаемых компанией тарифов, можно предположить, что пакет услуг подключат:

65 человек за 755 руб/мес;

35 человек за 1055 руб/мес;

Среди них также будут клиенты, подключившие только Интернет:

34 человек - до 50 Мбит/с за 444 руб/мес;

22 человек - до 100 Мбит/с за 300 руб/мес.

Услуги телефонии подключат :

10 человек - повременный тариф за 200 руб/мес;

7 человек - безлимитный тариф за 390 руб/мес.

И еще 23 человек могут подключить телевидение за 199 руб/мес.

В итоге, за месяц компания заработает:

П = 65*755+35*1055+34*444+22*300+10*200+7*390+23*199 = 110620 руб/мес.

Подсчитаем срок окупаемости проекта по формуле

Т=К: (П - Э),

где Т-срок окупаемости;

П- прибыль за год;

Э - эксплуатационные расходы;

З - Капитальные затраты.

Расчет:

Т=626501:(110620-84897)= 626501:25723= 24 мес.

Как видно из этого расчета, компания получает значительный экономический эффект и довольно быстро возвращает вложенные деньги.

3.5 Выводы

В данном разделе были рассмотрены вопросы, посвященные экономической целесообразности построения районной сети.

Реализация данного проекта позволит компании усилить свое влияние в Санкт-Петербурге.

4. Безопасность при пуско-наладочных работах и эксплуатации сети

При проектировании локальной вычислительной сети есть техника безопасности.

Работы на электрооборудовании ЛВС проводятся монтажниками под руководством инженера. Все работы на высоте и на электрооборудовании проводятся по наряду, т.к. относятся к работам с повышенной опасностью.

В наряде указывается состав бригады, ее руководитель, разряд по электробезопасности всех членов бригады, технические и организационные мероприятия, необходимые для проведения работ.

4.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов

Вредными считаются производственные факторы, воздействие которых на работающих приводит к заболеваниям или снижению работоспособности. Физические факторы и вредные производственные факторы: подвижные части производственного оборудования; разрушающиеся конструкции; повышенная запыленность и загрязнённость воздуха рабочей зоны; повышенное значение напряжения в электрической цепи; замыкание, которое может произойти через тело человека; повышенный уровень статического электричества; повышенная напряженность электромагнитного и магнитного полей; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны; расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли. Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические и нервно-психичиские перегрузки. Физические перегрузки могут быть статические и динамические. Нервно - психологические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки.

Электробезопасность -- система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока. Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно, а также быстротечностью поражения -- опасность обнаруживается, когда человек уже поражен. Анализ смертельных несчастных случаев показывает, что на долю поражений электрическим током приходится на производстве до 40, в энергетике -- до 60 % ; большая часть поражений (до 80 %) происходит в электроустановках напряжением до 1000 В (110-- 380 В).

Электрические удары представляют большую опасность, и вызывают85--87 % смертельных поражений. Остановке сердца при поражении предшествует так называемое фибрилляционное состояние. Фибрилляция сердца заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон (фибрилл) сердца. Электрический ток, вызывающий такое состояние, называется пороговым фибрилляционным током. При переменном токе он находится в пределах 100 мА -- 5 А, при постоянном токе -- 300 мА -- 5 А. При токе более 5 А происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции. Если через сердце пострадавшего пропустить кратковременно (доли секунды) ток 4--5 А, мышцы сердца сокращаются и после отключения тока сердце продолжает работать. На этом принципе основано действие дефибриллятора -- прибора для восстановления работы сердца, остановившегося или находящегося в состоянии фибрилляции.

4.2 Организационно-технические мероприятия по технике безопасности

К организационным мероприятиям, обеспечивающим безопасность работы в электроустановках, относятся оформление работы; допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место и окончания работы.

Оформление работы. Работы в электроустановках производятся по письменному или устному распоряжению. По письменному распоряжению - наряду, определяющему категорию и характер работы, её место и время, квалификационный состав бригады, условия безопасного выполнения, ответственных работников (руководитель или производитель работ и наблюдающий), выполняют работы с полным и частичным снятием напряжения, а также работы без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением. По устному распоряжению работы могут выполнятся только в аварийных случаях, а также некоторые работы без снятия напряжения, выполняемые вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Допуск к работе. Допуск бригады к работе осуществляет специальный работник в присутствии бригады и руководителя работ. В случае если работа выполняется по приказу энергодиспетчера, приказ одновременно является разрешением на допуск бригады к работе. Перед допуском бригады к работе руководитель проводит инструктаж. При этом он уточняет границы участка, в пределах которого должны выполнятся работы, указывает категорию работ, определяет места установки заземляющих штанг и ограждения места работы, распределяет обязанности между членами бригады.