Складання технічного завдання на проектування мережі доступу загального користування

ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ ЗВ’ЯЗКУ ТА ІНФОРМАТИЗАЦІЇ УКРАЇНИ

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ І ОСВІТИ УКРАЇНИ

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

КАФЕДРА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Методичні керівництва

по виконанню лабораторних робіт

з дисципліни

“ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ МЕРЕЖІ”

Для студентів денної форми навчання

Київ – 2005

УДК 621.395

Методичні керівництва по виконанню лабораторних робіт

з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”

Для студентів денної форми навчання

Викладачі методичного керівництва:

Соловйов Володимир Русланович

Сєрих Сергій Олександрович

Гайдур Галина Іванівна

Розглянуто та затверджено на засіданні кафедри ТС “ 29 ” вересня 2005 р.

Лабораторна робота № 1
СКЛАДАННЯ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ
НА ПРОЕКТУВАННЯ МЕРЕЖІ ДОСТУПУ
ЗАГАЛЬНОГО КОРИСТУВАННЯ
1. Мета роботи

1.1 Ознайомлення з початковим етапом проектування мереж зв’язку.

1.2 Набуття практичних навичок укладання технічних завдань для складних інфокомунікаційних систем та об’єктів.

2. Теоретичні положення

Проектування телекомунікаційних та інформаційних мереж є практичним втіленням теоретичних положень, які вивчаються за дисципліною “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”. З огляду на швидку змінюваність технологічного обладнання таких мереж (внаслідок швидкого технічного прогресу), проектування окремих об’єктів цих мереж і мереж цілому стає важливою часткою діяльності операторів галузі зв’язку та інформатизації – вона слугує впровадженню найновіших технічних досягнень при розвитку та модернізації мереж. Тому знайомство майбутніх фахівців галузі з основами проектної процедури складних інфокомунікаційних об’єктів і мереж, в ході якої враховуються усі фази життєвого циклу цих об’єктів або мереж, є важливою складовою їх фахової підготовки в процесі навчання.

Для навчальних цілей обрано приклад проектування мережі доступу загального користування (МДЗК) обласного міста з числом жителів 700 тис. Площа території міста становить 150 кв.км. Місто поділене на 5 адміністративних районів, границі яких співпадають з границями відповідних телефонних районів міста. В центрі кожного телефонного району розташована опорно-транзитна телефонна станція (ОпТС). В центральному районі міста розташована також міжміська телефонно-телеграфна станція (МТТС).

Досягнута телефонна щільність (відношення кількості телефонів до кількості жителів) у такому місті складає 0,4, а перспективна щільність (через 10 років) – повинна становити 0,9 з урахуванням користувачів мобільного зв’язку. Досягнута щільність користувачів Інтернет складає 0,05, а перспективна – 0,5. Середня ємність телефонних вузлів (АТС) складає 8 тис. номерів. Середня довжина абонентської телефонної лінії становить 1,5 км.

В такому місті необхідно побудувати МДЗК, яка б забезпечила повний набір послуг, надаваних мережею Інтернет, а також, при можливості, розширений набір мультимедійних послуг (потокові відео- та аудіо-програми, відео-на-замовлення, відеотелефон, тощо). Необхідно шляхом експресс-проектування оцінити характеристики п’яти видів МДЗК:

1) на базі цифрової мережі інтегрального обслуговування (ISDN);

2) на базі високошвидкісної мережі інтегрального обслуговування (В-ISDN)

3) на базі цифрових абонентських ліній (DSL) та міської мережі передачі даних загального користування системи Ethernet (DSL+Ethernet);

4) на базі локальних і міських комп’ютерних мереж (Ethernet);

5) на базі мережі інтерактивного кабельного телебачення (ICATV) та комп’ютерних мереж системи Ethernet (ICATV+Ethernet);

6) на базі цифрової мережі радіодоступу LMDS та комп’ютерних мереж (LMDS+ Ethernet).

В якості керівного нормативного матеріалу для проектної процедури доцільно прийняти Комплекс стандартів на проектування автоматизованих систем [3, 4] – найскладніших видів технічних систем. Одним з видів автоматизованих систем є мережі зв’язку – системи для обробки і передачі інформації (АСОІ).

3. Контрольні питання

3.1Яке місце у життєвому циклі інфокомунікаційного об’єкту займає стадія ТЗ?

3.2За якими нормативними документами слід укладати ТЗ на складні інфокомунікаційні об’єкти?

3.3Які особливості має мережа доступу порівняно з базовою мережею та мережею приміщень користувача?

3.4Які найбільш характерні технології використовуються в сучасних масових мережах доступу?

4. Домашнє завдання

4.1 Вивчити основні питання тем “Мережі доступу” та “Роботи стадії технічного завдання” за літературою [1, 2, 3].

4.2 Підготуватися до обговорення контрольних питань.

4.3 Підготуватися до виконання лабораторної роботи переглядом літератури [4].

5. Лабораторне завдання

5.1 Студенти групи поділяються на шість проектних бригад, відповідно до шести можливих видів МДЗК міста.

5.2 Користуючись текстами стандартів [3, 4], при консультативний допомозі викладача кожна проектна бригада повинна скласти спрощене (до основних вимог) технічне завдання на розробку проекта МДЗК обласного міста – для свого, окремого виду МДЗК.

5.3 Результати роботи оформлюються протоколом лабораторної роботи № 1 в робочому зошиті з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”.

6. Зміст протоколу

3.5 Мета роботи

3.6 Текст спрощеного технічного завдання на створення фрагменту мережі доступу до вузлів провайдерів (згідно технологічного варіанту мережі для кожної проектної бригади студентів)

7. Рекомендована література

7.1 Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. “Эко-Трендз”, М., 2001.

7.2 Хиленко В.В., Михайлов В.Ф. Сети доступа: тенденції, технологии. “Зв’язок”, № 5,6, 2001.

7.3 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. ГОСТ 34.601­- 90.

7.4 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. ГОСТ 34.602 - 89.

Додаток 1
ТОПОЛОГІЧНІ І ТЕЛЕКОМУТАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕОБХІДНІ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ МДЗК

Nм
- кількість населення у місті (360 000 тис. Чоловік)

Nкв
= Nм
/2,5 -
кількість квартир у місті (2,5 – кількість мешканців у квартирі)

Житловий мікрорайон міста забудований дев’ятиповерховими будинками з чотирма під’їздами та трьома квартирами на поверху (108 кв.)

Nбуд
=Nкв.
/108
– кількість будинків;

Nоф.
= Nм
/2,5*2*20 -
кількість офісів (20 – середня кількість працівників в офісі)

Nоф.центр
= Nоф
/20
– кількість офісних центрів (1 центр –20 офісів);

Nтел
= NМ
*0,4
- кількість телефонів у місті (40% - рівень телефонізації у місті);

Nкв тел
= Nтел
*2/3 –
кількість телефонів, що припадають на квартирних користувачів (2/3 усіх телефонів);

Nоф.тел
= Nтел
*1/3
кількість телефонів, що припадають на офісних користувачів (1/3 усіх телефонів);

NОпТС
= Nрай
= NМ
/100 000
– кількість ОпТС (1 район 100 000 тис. мешканців);

Nтел.
рай
= Nтел
/ Nрай

- кількість телефонів у кожному районі;

NЦАТС
= Nтел.
рай
/ 7200
- кількість ЦАТС на кожний район (робоча ємність станції –7200);

Nпост

=Nм

/20000 (постачальник послуг обслуговує 20 000 тис. користувачів);

Nтел буд.
= Nкв тел
/N буд.

- кількість телефонів, що припадає на один будинок ;

Nбуд.
рай
= N буд
/ Nрай

- кількість будинків на один район;

Nбуд.
АТС
= Nбуд.
рай
/NЦАТС
-
кількість будинків на одну ЦАТС;

Nбуд РШ
=Nбуд.
АТС
/5
- кількість будинків на один РШ (на одну ЦАТС припадає 5 РШ);

NРШ.кв
= NАТС
*NАТС.РШ
-
загальна кількість розподільчих шаф (РШ), до яких підключаються квартирні абоненти (NАТС
– загальна кількість ЦАТС, а NАТС.РШ
- кількість РШ на кожну ЦАТС);

NРК
= 8*Nбуд.

– кількість РК (8 – кількість розподільча коробка (РК) на будинок, ємність РК – 10 номерів);

Nоф.тел.рай
= Nоф.тел.
/ NОпТС

- кількість офісних телефонів на оди район;

Nоф.тел.ЦАТС
= Nоф.тел.рай
/ NЦАТС

= загальна кількість офісних телефонів на одну ЦАТС;

Nоф.ЦАТС
=Nоф.тел.ЦАТС
/5
- загальна кількість офісів на одну ЦАТС (на одну ЦАТС приходиться 5 РШ) ;

Nоф. РШ
= Nоф.ЦАТС
/3 -
кількість офісів на один РШ (ЦАТС має 3 РШ для підключення офісних користувачів);

Лабораторна робота № 2
РОЗРОБКА ЕСКІЗНОГО ПРОЕКТУ МЕРЕЖІ ДОСТУПУ ЗАГАЛЬНОГО КОРИСТУВАННЯ
1. Мета роботи

1.1 Ознайомлення з проблематикою ескізного проектування мереж зв’язку.

1.2 Розробка структурної і організаційної схем мережі доступу та їх короткого опису.

2. Теоретичні положення

В ході ескізного проектування мереж зв’язку виконується розробка попередніх проектних рішень мережі та окремих її частин – вузлів, ліній зв’язку, мережних закінчень (кінцевих адаптерів мережі, які розташовуються у приміщеннях користувачів), системи експлуатації та управління. Результати розробки фіксуються у документах певного виду, склад і зміст яких регламентовано державними стандартами. Обсяг ескізної документації на мережу повинен бути достатнім для опису прийнятих на цій стадії проектних рішень, а також для виконання наступної стадії (технічний або техно-робочий проект) на основі прийнятих рішень. Результати даної стадії розглядаються і приймаються замовником саме за документацією ескізного проекту.

Мінімальний склад ескізної документації на мережу повинен включати набір схем мережі і її складових частин, а також пояснювальну записку ескізного проекту. Мережі зв’язку є складними об’єктами і тому для їх опису, як правило, використовують кілька типів схем: схема електрична структурна мережі (Е1); схема функціональної структури (Ф1); схема організаційної структури (СО). Усі три види схем для мереж зв’язку , як правило, мають складну ієрархічну будову. Перший рівень – це загальна схема, другий – схеми основних компонентів загальної схеми, третій – деталізуючі схеми для кожної компоненти схем другого рівня і т.д. Така ієрархічність деталізації схем складних об’єктів відповідає ергономіці сприйняття людиною нової інформації. Мозок людини в оперативній пам’яті оптимально маніпулює тільки декількома об’єктами (предметами, поняттями). Експериментально встановлено, що кількість об’єктів, якими людині зручно подумки маніпулювати, складає 5±2. З цього факту випливає, що коефіцієнт деталізації кожного наступного рівня схем мережі по відношенню до попереднього рівня повинен становити не менше трьох і не більше семи.

У пояснювальній записці, як правило, подають опис розроблених схем мережі та їх компонентів на усіх рівнях деталізації, наводять методики та результати розрахунків основних параметрів мережі і її компонентів. В заключній частині пояснювальної записки, на основі розроблених схем наводять оцінки основних техніко-економічних характеристик мережі. Такі оцінки є дуже важливими для визначення доцільності наступних стадій розробки або напрямів концентрації зусиль розробників або ресурсів розробки при проведенні наступної стадії.

3. Контрольні питання

3.1 Яке місце у життєвому циклі інфокомунікаційного об’єкту займає стадія ескізного проекту?

3.2 Які документи розробляються на стадії ескізного проекту для мереж зв’язку?

3.3 Які види схем і за якими правилами розробляються на складні інфокомунікаційні об’єкти?

3.4 З якою метою на стадії ескізного проекту провадиться оцінка основних техніко-економічних характеристик мережі?

4. Домашнє завдання

4.1 Вивчити основні питання тем “Мережі доступу” та “Роботи стадії ескізного проекту” за літературою [1- 4].

4.2 Підготуватися до обговорення контрольних питань.

4.3 Підготуватися до виконання лабораторної роботи переглядом літератури [4].

5. Лабораторне завдання

5.1 Кожна з шести проектних бригад, відповідно до шести можливих технологічних видів МДЗК обласного міста та до технічного завдання на свій варіант МДЗК, користуючись відомостями з [1, 3 та 4], при консультативний допомозі викладачів складає дворівневі електричну і організаційну структурні схеми МДЗК:

- схема електрична структурна (Е1);

- схема організаційної структури (СО).

При розробці електричних схем повинні бути вяті до уваги технологічні схеми організації зв’язку для шести варіантів МДЗК, наведені на рис.1-6.

5.2 Для кожної схеми проектна бригада повинна скласти спрощений опис, який містить розшифровки позначень на структурних схемах, призначення та функції окремих компонентів структурних схем для свого, окремого виду МДЗК.

5.3 Результати роботи оформлюються протоколом лабораторної роботи № 2 в окремому робочому зошиті з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”.

6. Зміст протоколу

6.1 Мета роботи.

6.2 Структурна та організаційна схеми фрагменту мережі доступу до вузлів провайдерів (згідно технологічного варіанту мережі для кожної проектної бригади студентів).

6.3 Короткий опис розроблених схем.

7. Рекомендована література

7.1 Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. “Эко-Трендз”, М., 2001.

7.2 Хиленко В.В., Михайлов В.Ф. Сети доступа: тенденції, технологии. “Зв’язок”, № 5,6, 2001.

7.3 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. ГОСТ 34.601­- 90.

7.4 Проспектні матеріали фірм-виробників обладнання та статті в періодичній літературі зі схемами побудови мереж доступу за останні два роки.

Додаток 1
Таблиця 1. Характеристики навантаження від користувачів мережі доступу (у годину найбільшого навантаження – ГНН)

Види послуг	Мінімальний набір послуг		Максимальний набір послуг
	Максимальна швидкість, кбіт/с	Інтенсивність навантаження Ерланг	Максимальна швидкість, кбіт/с	Інтенсивність навантаження Ерланг
А. Квартирний користувач Електронна пошта Пересилання файлів Web-сеанси Телефон Відеотелефон Аудіо-програми Відео-програми звичайної чіткості Відео-програми високої чіткості Б. Виробничий користувач Електронна пошта Пересилання файлів Web-сеанси Телефон Відеотелефон Аудіо-програми Відео-програми звичайної чіткості Відео-програми високої чіткості	9,6 19,2 19,2 19,2 - - - - 19,2 64 128 19,2 128 - - -	0,01 0,01 0,2 0,1 - - - - 0,1 0,2 5х0,2 10х0,1 2х0,1 - - -	128 512 512 32 2048 512 2048 8448 512 2048 1024 32 2048 512 2048 8448	0,01 0,01 2х0,2 2х0,1 0,05 2х0,2 2х0,3 0,1 0,1 0,2 10х0,2 20х0,1 5х0,1 2х0,2 2х0,2 0,1

Додаток 2
Схеми доступу на базі технологій

Додаток 3
Таблиця 2. Основні техно-економічні характеристики обладнання, наведеного на рис.1-6 Додатку 2

Техно-логія МД	Вид обладнання	Основні техно-економічні характеристики обладнання
		Об’єм, ТЗБ	Максимальна швидкість, Мбіт/с	Вартість, грн.
1	2	3	4	5
ISDN	МЗ НР РК РМ РШ ЦАТС ОПТС	1 0,1 0,5 1 1/100АЛ 0,1/В-порт 1/Р-порт	0,128 - - - - 0,128/В-порт 2,048/Р-порт	600 5 50 400 2500+5NАЛ 1000/В-порт 12500/Р-порт
B-ISDN	МЗ НР РК РМ РШ ВРМ ЦАТС ОПТС	2 Див. ISDN … Див. ISDN … Див. ISDN … Див. ISDN … 0,2/порт 0,2/порт 3/порт	51 … … … … 51/порт 2500/порт 10000/порт	1000 … … … … 500/порт 40000/порт 80000/порт
Ethernet	МЛМ НР МР МБ МГБ РШ МС МТ	0,5 Див. ISDN … 0,25 2 0,5 0,1 0,5/порт 1/порт	100 … 100/порт 1000 1000/порт - 1000/порт 10000/порт	500 … 10/порт 10000 5000/порт 2000+80Nопт.порт 5000/порт 30000/порт
LMDS+ + Ethernet	МЛМ РБ АМО АК БС КБС МТ	0,5 3 0,5 2 50 3/БС 1/порт	100 34 - - 2500 2500/порт 10000/порт	750 1000 200 4000 250000 10000/порт 30000/порт
ICATV+ + Ethernet	МКТ НР Р БП МП ГП ОЗК МТ	1 0,05 0,1 1 2 5 2/порт ГП 1/порт	5 - - 100 100 100/порт 100/порт ГП 10000/порт	500 5 2,5/порт 2000 1000/порт 2000/порт 3000/порт ГП і ОЗК 30000/порт
DSL+ + Ethernet	МЦАЛ НР РК РМ РШ МпД СД МТ	1 Див. ISDN … Див. ISDN … Див. ISDN … Див. ISDN … 0,5/порт 1,5/порт 1/порт	2 … … … … 2/порт 1000 10000/порт	500 … … … … 300/порт 5000/порт 30000/порт
Для усіх техноло-гій	ЗІП Система безпереб. електрож. Сервер управлін. Робоча станція Комп’ю-тер інжен. Автомоб. Стіл Крісло Шафа Телефон	10% від кільк.ТЗБ 100 … 1000 (залежно від потужн.) 20 10 5 - - - - -	- 1 … 10 кВт 2х1000 1000 750 - - - - -	1000/ТЗБ 20000 … 80000 3000 1500 2000 17000 100 50 200 30

Лабораторна робота № 3
РОЗРОБКА ТЕХНІЧНОГО ПРОЕКТУ
МЕРЕЖІ ДОСТУПУ ЗАГАЛЬНОГО КОРИСТУВАННЯ
1. Мета роботи

1.1 Ознайомлення з етапом технічного проектування мереж зв’язку.

1.2 Оцінки пропускних здатностей ліній і трактів, а також їх вартості.

1.3Вибір типів обладнання для вузлів МДЗК.

2. Теоретичні положення

Основою для вибору типів обладнання та оцінок пропускних здатностей ліній і трактів МДЗК є електрична схема мережі, складена на етапі ескізного проектування та оцінки інтенсивності потоків навантаження на мережу, створювані користувачами в годину найбільшого навантаження (ГНН), які здійснюються в ході даної лабораторної роботи.

Навантаження на МДЗК у перспективі, на яку проектується МДЗК, визначатиметься тільки потребами користувачів у інформаційних послугах, інакше кажучи, номенклатурою таких послуг і обсягом їх споживання. Головним обмежуючим фактором, який визначає розрахункове навантаження МДЗК, є ергономічно і медично обгрунтована межа споживання інформаційних послуг людиною. Багатьма дослідженнями в різних країнах світу встановлено, що люди, які проводять в Інтернет більше 20 годин на тиждень, поступово стають Інтернет-залежними. Коло інтересів їх життя звужується до Інтернет-спілкування і вони віддаляються і психологічно, і фізично від суспільства, не приносячи йому ніякої користі. Виходячи з цього, безпечним середнім рівнем споживання інформаційних послуг для людини можна вважати 12-15 годин на тиждень або приблизно дві години на добу.

Якщо б споживання інформаційних послуг на протязі доби було рівномірним, то поняття ГНН втратило б сенс. На будь-якому годинному відрізку доби, через своє закінчення МДЗК середній користувач спілкувався б з Інтернет приблизно 2/24=0,08 години. Однак реальне навантаження (трафік) Інтерн

ет на протязі доби розподіляється нерівномірно, концентруючись у денні години, приблизно з 10 до 12 та з 15 до 17годин доби. Внаслідок цього, на реальний ГНН МДЗК припадає, у середньому, приблизно вдвічі більше абонентського навантаження, ніж при рівномірному його розподілі, а саме, приблизно 0,16 години.

Головним мірилом навантаження користувача на мережу зв’язку є інтенсивність абонентського навантаження, яка визначається відношенням часу заняття користувачем мережного закінчення до тривалості ГНН і визначається у безрозмірних одиницях “Ерлангах” (Ерл). Отже, в нашому випадку інтенсивність безпечного для людини навантаження на МДЗК у ГНН можна прийняти рівною 0,16 Ерл.

Для МДЗК на базі технології ISDN зайняття користувачем мережного закінчення практично співпадає з заняттям і усіх інших ресурсів МДЗК по траєкторії оперативно встановлюваного (на кожний сеанс) каналу доступу до вузла надавача послуг Інтернет (Інтернет-провайдера), оскільки ISDN використовує технологію комутації індивідуальних (для кожного користувача на час його сеансу в Інтернет) каналів. Для інших п’яти технологій побудови МДЗК в значній мірі використовується статистичне ущільнення інформаційних потоків у груповому обладнанні вузлів та у трактах між вузлами за рахунок подрібнення інформації, що передається або приймається користувачем, на окремі пакети. Пакети окремих індивідуальних потоків інформації (кожного користувача на протязі його сеансу) передаються груповими трактами вперемішку, використовуючи паузи, які природньо утворюються у окремих сеансах будь-якого користувача. На основі ряду статистичних досліджень роботи користувачів з Інтернет встановлено, що, в середньому, інтенсивність обміну інформацією у сеансі спілкування користувача з Інтернет приблизно у десять разів менша, ніж максимальна пропускна спроможність стику користувача з мережним закінченням МДЗК. При цьому, інтенсивність інформаційного потоку в бік користувача (у прямому каналі передачі) у кілька разів більша, ніж від користувача (у зворотньому каналі).

Іншими словами, реальне інформаційне навантаження на МДЗК, створюване середнім користувачем, має інтенсивність приблизно у одну десяту від максимальної швидкості (МШ) типового мережного закінчення МДЗК (у середньостатистичного користувача). Параметр МШ залежить від конкретних технологічних особливостей МДЗК і можливостей користувача оплачувати ту чи іншу швидкість підключення до вузла провайдера Інтернет. Так, для МДЗК та базі ISDN МШ не може перевищувати 128 кбіт/с, для МДЗК на базі цифрового радіодоступу LMDS – 4 Мбіт/с, на базі DSL – 2 Мбіт/с, на базі ЛКМ – 100 Мбіт/с, на базі КТБ – 5 Мбіт/с.

Тарифні ж обмеження на МШ залежать від співвідношення доходів середнього користувача Інтернет і тарифів провайдерів на підключення до вузла Інтернет з різними швидкостями.

Проектування міжвузлових зв’язків

Аналогічно типізації вузлів МД, виходячи з припущення про рівномірний розподіл користувачів кожного виду по території міста, провадять групування міжвузлових зв’язків у декілька окремих типів міжвузлових зв’язків.

За розрахованими пропускними здатностями кожного з видів міжвузлових зв’язків визначають найближчу більшу стандартизовану швидкість тракту: 2, 8, 34, 155, 622, 2500, 10000 Мбіт/с – для ISDN- та радіомереж; 10, 100, 1000, 10000 Мбіт/с – для мереж Ethernet. При потребі мати більші швидкості міжвузлових зв’язків, слід орієнтуватися на застосування систем передачі зі спектральним ущільненням (CDWDM, WDM або DWDM), які можуть забезпечити оптичні тракти з номінальною пропускною спроможністю (4…320)х10 Гбіт/с. Мінімальні кількості оптичних трактів, але найдешевше, забезпечує система CDWDM (до 16 трактів). Найбільшу кількість трактів забезпечує система DWDM, але вона є найдорожчою і застосовується, як правило, на довгих магістральних зв’язках, або у містах за умови неможливості прокладання нових оптичних кабелів в існуючій кабельній каналізації.

Способами реалізації міжвузлових зв’язків може бути: або оренда трактів потрібної пропускної здатності (в “Укртелекомі” чи в іншому підприємстві, що має надлишок пропускної здатності у своїх лінійно-кабельних спорудах) або побудова окремої (для даної МД) ВОЛЗ. Слід оцінити, який спосіб буде дешевшим для кожного типу міжвузлових зв’язків в МД конкретної технології і розміру. Для оцінок використати такі дані: вартість оренди первинного цифрового тракту зі швидкістю V1
=
2,048 Мбіт/с, довжиною l1
=
3 км становить С1
=
2,5 тис.грн/місяць. Вартість трактів більш високої пропускної здатності та протяжності пропорційна їх швидкості та довжині у степені Ѕ, тобто ______________

Сх
= С1
√( lх
/ l1
)( Vх
/ V1
) .

Вартість побудови окремої ВОЛЗ (з мінімальною кількістю волокон у кабелі – 4) становить близько 15 тис. грн/км у готових кабельних каналах та 25 тис. грн/км при розритті ґрунту і прокладанні нових кабельних каналів. Вартість 4-волоконного оптичного кабелю становить близько 8 тис. грн/км, а 32-волоконного – близько 15 тис. грн/км.

Вартість мідних однопарних кабелів ТРП (телефонний, розподільчий, однопарний у поліетиленовій ізоляції) для абонентських уводів приймати рівною 20 коп/м, а вартість мідної пари в багато парних розподільчих і магістральних телефонних кабелях – 5 коп/м. Вартість прокладання багатопарних кабелів приблизно дорівнює 150% їх вартості.

Вартість чотирьохпарного кабелю UTP-5 для внутрішньобудинкової розводки мережі Ethernet приймати рівною 1,5 грн/м, а вартість його прокладання – 1 грн/м.

Результатом виконання етапу повинен стати опис кожного типу міжвузлових зв’язків МД з коротким числовим обґрунтуванням оптимального способу реалізації цих зв’язків, тобто числовим порівнянням орендного і будівельного способів реалізації даного типу зв’язку.

3. Контрольні питання

3.1 Які види робіт виконуються на стадії технічного проектування для мереж зв’язку?

3.2 На підставі яких даних починається технічне проектування мережі?

3.3 Чим вимірюється абонентське навантаження в мережах з комутацією каналів?

3.4 Які особливості абонентського навантаження на МДЗК в пакетних мережах (мережах передачі даних)?

3.5 Які існують обмеження для величини абонентського навантаження?

4. Домашнє завдання

4.1 Вивчити основні питання тем “Мережне навантаження” та “Роботи стадії технічного проекту” за літературою [1, 2, 3].

4.2 Підготуватися до обговорення контрольних питань.

4.3 Підготуватися до виконання лабораторної роботи переглядом літератури [4].

5. Лабораторне завдання

5.1 На основі розробленої електричної схеми МДЗК складається схема основних інформаційних потоків в МДЗК.

5.2 Провадяться оцінки величин навантаження на окремих ділянках схеми потоків МДЗК.

5.3 За електричною схемою мережі, за схемою її основних потоків з визначеними на ній величинами навантаження (середнім і максимальним) та за каталогами (проспектами) постачальників телекомунікаційного обладнання обираються конкретні типи обладнання для окремих вузлів МДЗК.

5.4 За схемою потоків з визначеними величинами навантаження на окремих її ділянках визначаються пропускні спроможності окремих ділянок МДЗК (в одиницях пропускної здатності первинного цифрового тракту Е1), вважаючи, що чим більше потоків індивідуальних користувачів передається ділянкою, тим менше відношення пропускної здатності ділянки до інтенсивності інформаційного потоку ділянки. Для групових потоків з числом індивідуальних складових до 10 це правило не застосовують і пропускну спроможність ділянки обчислюють як суму максимальних швидкостей індивідуальних складових. Для групових потоків з кількістю індивідуальних складових від 10 до 100 це відношення (коефіцієнт запасу) брати 5, для потоків з кількістю складових від 100 до 1000 – 3, а для потоків з кількістю складових більше 1000 – 1,5.

5.5 Результати роботи оформлюються протоколом лабораторної роботи № 3 в робочому зошиті з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”.

6. Зміст протоколу

6.1 Мета роботи.

6.2 Схема основних інформаційних потоків в МДЗК.

6.3 Оціночні розрахунки інтенсивності навантаження на окремих ділянках схеми потоків МДЗК (а отже, і на ділянках МДЗК).

6.4 Перелік типових ділянок МДЗК і їх пропускні здатності.

6.5 Перелік типових вузлів МДЗК і обладнання у них.

7. Рекомендована література

7.1 Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. “Эко-Трендз”, М., 2001.

7.2 Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. “Машиностроение”, М., 1979. (або будь-який інший підручник з теорії масового обслуговування або теорії телетрафіка).

7.3 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. ГОСТ 34.601­- 90.

7.4. Бесслер Р., Дойч А. Проектирование сетей связи. Пер с нем. “Радио и связь”, М., 1988.

Лабораторна робота № 4
РОЗРОБКА РОБОЧОГО ПРОЕКТУ
МЕРЕЖІ ДОСТУПУ ЗАГАЛЬНОГО КОРИСТУВАННЯ
1. Мета роботи

1.1 Ознайомлення зі складом робіт стадії робочого проекту інноваційного об’єкту (мережі зв’язку).

1.2 Розміщення та підключення обладнання на типових вузлах проектованого варіанту МДЗК.

1.3 Оцінки кількості, кваліфікації та розміщення експлуатаційного персоналу для всіх пунктів (вузлів, центрів, бюро) МДЗК.

2. Теоретичні положення

Метою стадії робочого проекту (РП) є підготовка усього необхідного комплексу документів для наступного створення інноваційного об’єкту, а також для його експлуатації та супроводу.

До складу цього комплексу документів входять комплекти документів на технічні засоби (апаратуру, технологічне обладнання) об’єкта, а також на усі види забезпечення об’єкта (програмне, інформаційне, організаційне, методичне, лінгвістичне, тощо).

Обов’язковими є комплекти відомостей (специфікацій) на поставку технічних засобів та усіх видів їх забезпечення.

У доповнення до електричних схем та схем організаційної структури об’єкту, розроблених на попередніх стадіях проектування, складаються схеми (плани) розміщення обладнання в усіх мережевих вузлах створюваного (або реконструйовуваного) об’єкту зв’язку, а також схеми іх з’єднання між собою та з обладнанням місця впровадження нового об’єкту.

В ході РП розробляються технологічні схеми виконання будівельних і монтажно-налагоджувальних робіт, а також експлуатаційних та супроводжувальних робіт. На основі таких схем, переліків технологічних операцій на окремих робочих місцях та оцінки інтенсивностей таких операцій, визначаються склад і кваліфікація персоналу, необхідного для створення, експлуатації та супроводу об’єкту.

За результатами деталізації проектних рішень РП складаються місцеві (для кожного окремого пункту інноваційного об’єкта) та загальний кошториси. Саме вони визначають загальну суму витрат на інноваційний об’єкт, та її розшифровку за окремими статтями витрат. Після стадії РП не повинно залишатися “білих плям” в уявленнях про новостворюваний об’єкт, у визначенні його очікуваних техніко-економічних характеристик як для стадії створення (введення в дію), так і для стадії експлуатації об’єкта.

Комплект документації РП на об’єкт зв’язку, після експертиз у незалежних організаціях та затвердження замовником, стає головним юридичним, організаційним та технічним керівництвом для даного об’єкту як на стадії створення, так і на стадіях експлуатації та утилізації об’єкта. Він надійно зберігається, мінімум у двох екземплярах (в проектній організації та на самому об’єкті), упродовж всього життєвого циклу об’єкта.

В учбовому робочому проекті МДЗК на стадії РП розробляються:

- плани розміщення і підключення обладнання на вузлах МДЗК кожного окремого виду;

- плани розміщення експлуатаційного персоналу на цих же вузлах та в інших експлуатаційних пунктах МДЗК;

- перелік обладнання для кожного виду вузла МДЗК з зазначенням його кількості або ємності;

- перелік персоналу для кожного виду пунктів МДЗК з зазначенням кваліфікації та кількості цього персоналу.

Допускається розробляти комбіновані плани розміщення обладнання та персоналу в кімнатах існуючих вузлів зв’язку, відведених для організації робочих дільниць МДЗК, як це подано на прикладі (див. рисунок). Приклад стосується розміщення станційного маршрутизотора та експлуатаційного персоналу на дільниці МДЗК у двох кімнатах опорно-транзитної станції телефонної мережі загального користування (ТМЗК).

Для МДЗК на базі технології ISDN допускається не розробляти схеми розміщення обладнання та персоналу на вузлах ТМЗК (АТС, ОпТС), обмежившись лиш переліком донарощуваного обладнання вузлів та штатним розкладом додаткового персоналу цих вузлів.

Оцінка кількості обладнання та капітальних витрат

Відповідно до результатів проектування вузлів і міжвузлових зв’язків кожного типу в МД та орієнтуючись на дані нижченаведеної табл.2, виконують розрахунки кількості обладнання для кожного типу вузла і його вартості.

В якості одиниці об’єму обладання МД у табл.2 прийнято типовий замінний блок апаратури (ТЗБ), який має такі усереднені характеристики: розміри – 250х300х30 мм; кількість електрорадіоелементів – 300; напрацювання на апаратне пошкодження – 200 тис.годин, напрацювання на один програмний збій – 20 тис. годин.

Помноживши розраховану вартість обладнання вузла кожного типу на кількість таких вузлів у МД і склавши добутки, отримують вартість обладнання усієї проектованої МД. Капітальні витрати на створення МД обчислюють, врахувавши вартість монтажно-налагоджувальних робіт, яка за усталеними нормативами становить 15-20% від вартості обладнання. Розрахунки привести у вигляді таблиці 1.

Таблиця 1

Назва обладнання

Вартість одиниці, грн

Сума, грн

Оцінка кількості персоналу та експлуатаційних витрат

Основний персонал обслуговуваних вузлів МД розраховується з розрахунку повного забезпечення виконання таких основних експлуатаційних робіт на МД:

- усунення пошкоджень обладнанння на основних, виносних і кінцевих вузлах;

- усунення програмних збоїв обладнання;

- робота з користувачами (розрахунки за послуги, консультування по роботі мережі і кінцевого обладнання, розбір і задоволення скарг).

Трудомісткість усунення пошкоджень, у середньому, складає 1 людино-годину плюс трудомісткість прибуття та повернення бригади (інженер та технік, а за необхідності, і водій). Трудомісткість усунення збоїв, у середньому, складає 0,25 години. Трудомісткість роботи з користувачами, у середньому, складає 0,5 людино-години на одного користувача у місяць.

Крім того, слід врахувати накі нормативні положення експлуатації мереж:

а) норма місячного виробітку одного працівника без урахування хвороб та відпусток складає 174 людино-годин;

а) цілодобове трьохзмінне обслуговування вузла і підпорядкованих йому виносних вузлів та абонентів забезпечують не менше двох працівників у зміні – черговий інженер та технік;

б) в денній зміні на вузлі працюють (додатково до чергових працівників): системний програміст, інженер електронік, інженер інформаційної безпеки,

обліковець (статистик), електрик, слюсар-сантехнік, допоміжний працівник і начальник вузла;

в) на вузлах, відповідальних за оперативне відновлення дії обладнання після пошкоджень у закріпленому за вузлом сегменті мережі, зберігається потрібний комплект ЗІП і у трьохзмінному режимі чергують бригади “інженер, технік, водій“;

г) на одному з центральних вузлів МД, крім звичайного обслуговуючого персоналу організується адміністративно-управлінський центр МД, до складу якого, як мінімум, входять такі працівники:

- директор і головний інженер МД;

- три чергові (змінні) бригади управління “інженер управління, системний програміст”;

- головний бухгалтер і бухгалтер;

- керівник і інженер планової групи.

д) охорону обслуговуваного вузла забезпечує три бригади охоронців, кожна чисельністю у три працівники у тому числі, начальник зміни;

е) на кожні 10 основних працівників передбачається один допоміжний працівник низької кваліфікації та один керівник високої кваліфікації.

Після визначення кількості працівників для кожного типу обслуговуваних вузлів, визначають кількість працівників на усій МД, перемножуючи кількість працівників кожного типу вузла на кількість вузлів такого типу в усій МД. При цьому необхідно зберігати дані про кваліфікаційний склад працівників за трьома категоріями: висока, середня, та низька кваліфікація.

На основі даних про чисельність та кваліфікаційний склад працівників МД, розраховують місячний а потім і річний фонд оплати праці (Ф)
, припускаючи, що працівник високої кваліфікації отримує зарплату у 1300, середньої – 750, а низької – 300 грн на місяць. Дані заносимо у таблицю 2.

Таблиця 2

Посада	Кількість	Зарплата, грн./міс	Зарплата, грн./міс всього
Черговий інженер
технік
водій
Системний програміст
Інженер електрик
Інженер інф. безпеки
технік
директор
секретар
Головний інженер
Головний бухгалтер
бухгалтер
охоронець
Сума всього	грн./міс

Експлуатаційні витрати на проектовану МД (Е)
розраховують за формулою

Е = Ф + Н + А
,

де Н –
накладні витрати (Н ≈ 0,7Ф), А –
амортизаційні відрахування ( А≈0,15 К
; К –
капітальні витрати на створення усієї МД, що були визначені у проекті раніше).

3. Контрольні питання

3.1 Яке місце у життєвому циклі інноваційного об’єкту займає стадія РП?

3.2 Які документи для об’єктів зв’язку розробляються на стадії РП?

3.3 Які документи необхідно розробити в учбовому РП для конкретного варіанту МДЗК?

3.4 Які засоби доцільно використати для службового зв’язку між користувачами та пунктами обслуговування користувачів? Між персоналом МДЗК?

4. Домашнє завдання

4.1Вивчити основні питання тем “Експлуатація комп’ютерних мереж” та “Роботи стадії робочого проекту” за літературою [1, 2].

4.2 Підготуватися до обговорення контрольних питань.

4.3 Підготуватися до виконання лабораторної роботи переглядом і дооформленням (у разі необхідності) результатів попередніх лабораторних робіт.

5. Лабораторне завдання

5.1 На основі розроблених раніше електричної структурної схеми та схеми організаційної структури МДЗК обласного міста, скласти перелік пунктів, в яких необхідно розташовувати (або донарощувати) обладнання та персонал МДЗК.

5.2 Скласти перелік обладнання, встановлюваного на вузлах МДЗК.

5.3 Скласти штатні розклади пунктів МДЗК, необхідних для нормального функціонування МДЗК в цілому.

5.4 Розробити плани розташування обладнання та персоналу для усіх видів пунктів МДЗК.

5.3 Результати роботи оформити протоколом лабораторної роботи № 4 в робочому лабораторному зошиті з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”.

6. Зміст протоколу

6.1 Мета роботи.

6.2 Перелік обладнання та штатний розклад для кожного виду пункту МДЗК розроблюваного варіанту.

6.3 Схеми розміщення і підключення обладнання та розміщення персоналу для кожного виду вузла та пункта МДЗК.

7. Рекомендована література

7.1 Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. “Эко-Трендз”, М., 2001.

7.2 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. ГОСТ 34.601­- 90.

GSR- GigaSwitchRouter – станційний маршрутизатор

EthS – комутатор локальної комп’ютерної мережі Ethernet

Рисунок. Приклад розміщення обладнання і персоналу на дільниці

МДЗК в ОПТС (РАТС)

Лабораторна робота № 5
ОЦІНКА ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ
МЕРЕЖІ ДОСТУПУ ЗАГАЛЬНОГО КОРИСТУВАННЯ
1. Мета роботи

Визначення основних економічних і технічних показників МДЗК кожного технологічного варіанту, а саме:

а) для економічних показників:

• капітальні витрати (загальна вартість створення);

• експлуатаційні витрати;

• собівартість послуги доступу;

• тариф на послугу доступу;

• термін окупності (повернення) інвестицій (капітальних витрат);

б) для технічних показників:

• максимальна швидкість доступу;

• середня швидкість доступу;

• час встановлення сеансу доступу;

• затримки інформації у сеансі доступу:

- мінімальна;

- середня;

- максимальна.

2.Теоретичні положення

Основні техніко-економічні показники (ТЕП) проектованого об’єкту визначаються на основі раніше прийнятих проектних рішень на стадіях ЕП, ТП і РП. Етап ЕП є завершальним етапом для стадії РП. Детальний опис проектованого об’єкту і розрахунки, виконані перед цим етапом, стають базою і початковими даними для визначення основних ТЕП об’єкту. Кожен показник є специфічним і визначається (або розраховується) за своєю методикою – норматизованою або спеціальною, яку проектувальник обирає самостійно. Досить часто, для отримання більш-менш точних оцінок ТЕП об’єкта проектувальнику доводиться застосовувати інженерний (винахідницький) підхід до розробки методики оцінки ТЕП та для отримання допоміжних даних для проведення таких оцінок. Варто зазначити, що від точності оцінок ТЕП проектованого об’єкту залежить правильність прийняття рішення про початок будівництва об’єкта, технічний і комерційний успіх його функціонування.

Економічні показники проектованого об’єкта є основними для стадії РП, для прийняття рішення замовником про затвердження РП та початок будівництва. Їх оцінка здійснюється наступним чином.

Капітальні витрати
(К)на створення об’єкту визначають на основі оцінок вартості і кількості різних видів обладнання МДЗК (ВОi
, КОi
), додаючи до загальної вартості обладнання МДЗК (ВО
) вартість будівельно монтажних робіт (ВБМР
):

К = ВО
+ ВБМР
= Σi
ВОi’
КОi
+ ВБМР

Для сучасного (високофункціонального, дорогого і невеликого за габаритами) технологічного обладнання мереж зв’язку вартість будівельно-монтажних робіт можна прийняти у 20% від суми вартості технологічного обладнання мережі доступу.

Експлуатаційні витрати
(Е) визначають за чисельністю штату МДЗК (ЧШ
– на основі штатних розкладів усіх пунктів МДЗК), середньої місячної заробітної плати (ЗП
), додаючи до цього нарахування на заробітну плату (57%), накладні витрати (50%) та амортизаційні відрахування (15% від ВО
):

Е = 12 • ЧШ
• ЗП
(1 + 0,57 + 0,5) + 0,15 • ВО

Середню місячну заробітну плату в даній роботі приймати рівною 1300 грн – для керівних (адміністративних) і системних працівників, 750 грн – для основного експлуатаційного персоналу, 400 грн – для допоміжних працівників.

Собівартість послуги доступу
(СПД
) визначають як вартість одиниці часу доступу (наприклад, однієї години) для одного середнього користувача МДЗК за виразом:

СПД
= Е / ОПД1К
• NК ,

де Е – річні експлуатаційні витрати МДЗК,

ОПД1К
– річний обсяг послуг для одного користувача,

NК
– кількість користувачів МДЗК.

Тариф на послугу доступу
(ТПД
) визначається на основі собівартості послуги доступу збільшенням її на середньостатистичну величину прибутку у інфокомунікаційній галузі України (30%):

ТПД
= 1,3 СПД
.

Термін окупності капітальних витрат
(tок
) визначається відношенням капітальних витрат МДЗК (К) до середньої річної суми прибутку від експлуатації МДЗК (Псер.р.
):

tок
= К / Псер.р.

Оскільки розгортання МДЗК до повної ємності займає значний проміжок часу (tр
), то середньорічний прибуток від експлуатації МДЗК на протязі терміну окупності слід оцінювати за виразом:

Псер.р.
= 0,3 СПД
• ОПД1К
• (tок
– tр
).

Технічні показники відіграють на цій стадії допоміжну роль – роль оцінок якості прийнятих проектних рішень, ступеню відповідності проекту вимогам технічного завдання. Вони визначаються згідно нижченаведених положень.

Максимальна швидкість доступу
(Vmax
) – визначається можливостями застосовуваної технології і переноситься у перелік основних ТЕП МДЗК їз даних технічного проекту (лабораторної роботи № 3).

Середня швидкість доступу
(Vсер
) – визначається як можливостями застосовуваної технології, так і характером інтерактивної взаємодії користувача з джерелами інформації. Береться згідно розрахункових даних лабораторноъ роботи № 3.

Час встановлення сеансу доступу
– визначається як сума затримок у встановлення фізичного та логічного з’днань с сервером доступу провайдера Інтернет, а також затримки аутентифікації користувача на сервері доступу (відповідно, tф
, tл
, ta
).

Для МДЗК за технологією ISDN прийняти tф
= 2 с, tл
=0,3 с, tа
= 1 с.

Для інших технологій МДЗК прийняти tф
= 0,2 с, tл
=0,3 с, tа
= 1 с.

Затримки інформації у сеансі доступу (τ) визначаються так:

- мінімальна
затримка
(τmin
)– як сума затримок на лініях, каналах і трактах зв’язку між пунктами МДЗК на трасі логічного з’єднання терміналу користувача з сервером доступу провайдера із розрахунку 5 мкс/км, а також мінімальних затримок на мультиплексорах, маршрутизаторах та комутаторах МДЗК із розрахунку 1 мс на один вузол;

- середня затримка (τсер
) – як сума мінімальної затримки в МДЗК та додаткових робочих затримок на маршрутизаторах і комутаторах по трасі логічного з’єднання із розрахунку 5 мс на периферійні маршрутизатори і 1 мс на транзитні маршрутизатори і комутатори;

- максимальна затримка (τmax
) – як сума середньої затримки в МДЗК та максимальних (обмежувальних) затримок на маршрутизаторах і комутаторах МДЗК по трасі логічного з’єднання із розрахунку 15 мс на периферійні маршрутизатори і 2 мс на транзитні маршрутизатори і комутатори.

3. Контрольні питання

3.1 З якою метою виконується етап ТЕП при проектуванні об’єкту?

3.2 Яке призначення економічних показників проектованого об’єкту?, Кожного з економічних показників МДЗК?

3.3 Яке призначення технічних показників проектованого об’єкту?, Кожного з технічних показників МДЗК?

4. Домашнє завдання

4.1 Вивчити основні питання тем “Економічні показники мереж зв’язку” та “Бізнес план підприємства” за літературою [1, 2].

4.2 Підготуватися до обговорення контрольних питань.

4.3 Підготуватися до виконання лабораторної роботи переглядом результатів попередніх лабораторних робіт.

5. Лабораторне завдання

5.1 На основі розроблених раніше електричної структурної схеми, схеми організаційної структури МДЗК, переліків обладнання і шлтатних розкладів в усіх пунктах МДЗК провести, згідно теоретичного розділу даного методичного керівництва, розрахунки оцінок основних ТЕП для проектованого технологічного варіанту МДЗК.

5.2 Результати роботи оформити протоколом лабораторної роботи № 5 в робочому лабораторному зошиті з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”.

5.3 На окремому листку зробити копію основних ТЕП свого варіанту МДЗК.

6. Зміст протоколу

6.1 Мета роботи.

6.2 Розрахунки оцінок кожного показника за переліком, поданим в п.1.1.

6.3 Перелік основних ТЕП з величинами оцінок кожного показника для свого варіанту МДЗК.

7. Рекомендована література

7.1 Економіка галузі зв’язку. Підр. для ВУЗів та фах.зв’язку. т.2 Проектування, ефективність, показники. УДАЗ, Одеса, 1999.

7.2 Скворцов Н.Н. Как разработать бизнес-план предприятия? “Прометей”, Киев, 1994.