Тема: ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА В ПГТ. ШУШЕНСКОЕ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Одним из мегатрендов развития инфокоммуникационных систем является требование мобильности, поэтому цифровые широкополосные беспроводные сети широко внедряются в Российской Федерации. Современные технологии беспроводного абонентского доступа позволяют обеспечить абонентов контентом различного типа: голосовыми сервисами, передачей данных, доступом в сеть Internet, телевизионным вещанием, в том числе, и интерактивным ТВ.
Во многих районах Сибири развиваются мультисервисные сети, обеспечивая требуемую инфраструктуру для реализации широкополосных беспроводных сетей доступа. Особенно востребованы такие решения для небольших посёлков, находящихся в удалении от крупных городов. Как правило, существующие телекоммуникационные сети морально и физически устарели, многие сегменты требуют реконструкции.
Шушенское - это поселок городского типа в Красноярском крае, административный центр Шушенского района. В поселке имеются учебные заведения, медицинские учреждения, птицефабрика, наблюдается рост новостроек. Существующая цифровая АТС обеспечивает население поселка услугами телефонии, доступ в сеть Интернет организован не во всех районах, есть спрос на мультисервисные услуги. Кроме того, посёлок входит в зону действия Операторов связи, которым стратегически выгодно развивать сети нового поколения. Поэтому тема выпускной квалификационной работы является актуальной [1].
На сегодняшний день, на рынке телекоммуникационных услуг конкурируют несколько широкополосных беспроводных технологий, в том числе WiMAX, LTE. Выбор проектного решения, разработка рекомендаций по реализации сети связи - основная задача данной выпускной квалификационной работы.
Целью проекта является предоставление жителям пгт. Шушенское современных услуг связи на базе беспроводных решений, а также расширение зоны присутствия Оператора связи в Красноярском крае. Задачами проекта является анализ вариантов реализации беспроводных технологий в посёлке, разработка рекомендаций по проектированию и эксплуатации сети, расчёт основных технических показателей, объёма оборудования, нагрузок, зон радиопокрытия. Кроме того, необходимо провести оценку инвестиций в проект и проверить его рентабельность.
Внедрение современных инфокоммуникационных технологий позволит интенсивно развивать инфраструктуру посёлка, сделать его привлекательным для инвестиций, заинтересовать молодежь. Современная инфокоммуникационная инфраструктура позволит обеспечить развитие социально-ориентированной экономики пгт. Шушенское, рост производства и сферы услуг для улучшения условий жизни широких масс населения, а также решение иных социально-экономических задач, связанных с развитием посёлка.

Купить

В современных условиях развития инфокоммуникационных технологий не всегда оказывается выгодным для Оператора связи внедрение проектов сложных и дорогих, с точки зрения капитальных вложений и дальнейшей эксплуатации, решений. Особенно это касается инфокоммуникационной инфраструктуры небольших по численности жителей поселений, таких, как пгт. Шушенское Красноярского края. Тем не менее, связь является стратегической отраслью, и обеспечение абонентов современными инфокоммуникационными услугами является задачей государственной важности. Так, в рассматриваемом посёлке, большой вклад в благосостояние населения вносит туристический и гостиничный бизнес, рост притока туристов благоприятно воздействует на развитие региона в целом, поэтому задача обеспечения населения и туристов со-временными мобильными сервисами является особенно актуальной, и проектные решения будут востребованы. Кроме того, расширение зоны присутствия укрепит позиции Оператора связи ПАО «МТС» в регионе. Принятое решение внедрения технологии LTE, таким образом, является обоснованным и дальновидным. На основе расчета зон радиопокрытия и объёма нагрузки на базовую станцию были сформулированы требования, предъявляемые к сетевой инфра-структуре, телекоммуникационному оборудованию, а также рассчитано количество базовых станций - 5, и выбрано оборудование для транспортного сегмента сети.
Проектируемая сеть пгт. Шушенское включает сетевые элементы - шлюзы и базовые станции, а также интерфейсы выхода к внешним сетям, в том числе на базовую сеть в г. Абакан, а оттуда - к ядру сети МТС в г. Красноярск. С учетом того, что между перечисленными населенными пунктами уже имеется сетевая транспортная инфраструктура на основе волоконно-оптических линий связи, в проекте разработаны решения по организации беспроводного широкополосного доступа, в том числе рекомендации по размещению оборудования и построению линейно-кабельных сооружений. При этом опорная сеть GPRS, ядро пакетной обработки, шлюзы к сетям ССОП, IP, Интернет, узлы управления мобильностью будут находиться в г. Абакан, а требуемое количество базовых станций - непосредственно в пгт. Шушенское. Оператор связи ПАО «МТС» в Красноярском крае реализует сети стандарта LTE на базе оборудования компании Huawei Technologies (Китай), поэтому для реализации сети в данном проекте также выбирается оборудование этой компании. Принято решение использовать платформу LTE компании Huawei, включающее мульти- стандартную базовую станцию DBS3900 и оборудование опорной сети Evolved Packet Core. Быстродействие загрузки информации в клиентские устройства абонентов в диапазоне частот 2,6 ГГц при ширине канала 10 МГц с использованием технологии MIMO 2x2, превышает 70 Мбит/с. Выбраны антенны ADU451503 фирмы Huawei с двойной кроссполяризацией. Использование таких антенн позволит сэкономить место, которое антенна занимает на мачте.
Главная задача транспортной сети - обеспечение требуемой полосы пропускания и сопряжение с внешними сетями для доступа к источникам контента. Для взаимодействия проектируемой сети с остальными сегментами LTE, а также для сопряжения с частями сотовой инфраструктуры 3G, используется IP- протокол. Для подключения БС к опорной транспортной сети принято решение использовать маршрутизатор базовых станций (Cell Site Router - CSR) с поддержкой соединения Ethernet 10 Гбит/с, предназначенный для работы в транс-портной сети LTE. Компактный маршрутизатор ATN 950B позволяет увеличить пропускную способность с 1 до 10 Гбит/с в разных фазах LTE и в будущих стандартах. При проектировании мест размещения базовых станций в пгт. Шушенское определён бюджет радиолинии наряду с детальным покрытием и вместимостью. Кроме того, учтены потенциальные места размещения базовых станций - как показал анализ объекта проектирования, оборудование базовых станций целесообразно устанавливать на существующих антенно-мачтовых сооружениях для экономии капитальных вложений. Одна из базовых станций будет размещена в зоне, охватывающей музей-заповедник и национальный парк «Шушенский бор» для обеспечения широкополосным радиодоступом абонентов - туристов, приезжающих в регион. Это положительно скажется на востребованности туристических услуг, и повысит показатели экономического благосостояния района. Таким образом, требуемые характеристики системы радио-связи стандарта LTE достигаются, если радиус соты не превышает 1,62 км, а площадь радиопокрытия - 5,11 км. Как показал расчет параметров зоны радио-покрытия, одна базовая станция обеспечивает устойчивым радиообменом с абонентскими станциями территорию площадью 5,11 км, вместе с тем, для требуемой широкополосности в системе необходимо установить 5 базовых станций, с трехсекторными антеннами. В районе с высокой концентрацией абонентов (вдоль центральной улицы посёлка - ул. Крупской, между улицами Грибоедова и Береговой), расстояние между базовыми станциями будет меньше, чем в северо-восточном секторе посёлка, здесь будут установлены 2 БС. Ещё одна БС будет покрывать территорию не только посёлка, но и части музейного комплекса, с гостиницами и туристической инфраструктурой (здание почтового отделения, ул. Ленина, дом 66). Ещё две БС будут расположены в почтовых отделениях, по ул. Пионерская и ул. Полукольцевая (угол с ул. Пушкина).
Для соединения базовых станций между собой и с ядром сети LTE решено использовать волоконно-оптический кабель. Участок ВОЛС пгт. Шушенское - г. Абакан (ядро сети LTE), который относится к сети оператора ПАО «МТС», уже существует, поэтому в проекте рассмотрена только прокладка кабеля на территории посёлка. В местах, где отсутствует возможность прокладки в существующей телефонной кабельной канализации, кабель решено прокладывать в специальной защитной трубе. В проекте рекомендуется использовать волокон-но-оптический кабель для прокладки в трубах, коллекторах, телефонной кабельной канализации марки ОККЦ(н)-01-1х1О-(2,7) производства компании «Москабель - Фуджикура» (Москва, Россия). Суммарное затухание на участке
Были рассчитаны зона ограничения застройки и санитарно-защитная зона. Как показал расчет, суммарная плотность потока мощности, излучаемой передающими антеннами базовой станции на высоте 2 м от поверхности земли на территории, прилегающей к месту ее размещения, не превышает допустимой величины. Граница зоны ограничения расположена на высоте 24,1 м от поверхности земли. Максимальное удаление границы зоны ограничения от цен-тральной оси антенной опоры 2,9 м. Следовательно, в месте размещения базовой станции выполняются требования СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 по предельно допустимому уровню электромагнитного излучения передающих антенн. Установления санитарно-защитной зоны не требуется. Проектируемая система широкополосного радиодоступа в процессе эксплуатации не оказывает вредного воздействия на атмосферный воздух, геологическую среду, почву, подземные, грунтовые и поверхностные воды. Принятые проектные решения обеспечивают безопасную эксплуатацию линейных, станционных сооружений при условии соблюдения нормативных документов. Принятые технические решения соответствуют требованиям экологических, противопожарных и других норм, действующих на территории Российской Федерации, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объектов при соблюдении предусмотренных проектом мероприятий.
Для оценки рентабельности проекта были рассчитаны технико-экономические показатели. Капитальные вложения в проект составляют 7 млн. 356 тыс. 588 рублей. При этом ежегодные эксплуатационные расходы составляют 5523773 рублей. При условии поэтапного подключения 3300 абонентов срок окупаемости составит 2 год и 3 месяца.

Купить