Проектирование сети связи 3G в г. Казани

1.7 выбор оборудования.doc

1.7 Выбор оборудования
Основными поставщиками оборудования для сетей 3G в России будут компании Siemens Nokia Alcatel Ericsson Nortel и Huawei. Лидерами рынка оборудования сетей 3g является компания Ericsson за ней следуют Nokia Siemens Alcatel-Lucent Huaweei и Nortel.
В нашем проекте предполагается использовать оборудование поставляемое компанией Ericsson. Компания Эрикссон крупнейший мировой поставщик телекоммуникационного оборудования и профессиональных услуг объявила о получении сертификата соответствия на использование оборудования подсистемы базовых станций для сетей мобильной связи третьего поколения стандарта UMTS с поддержкой технологии HSDPA и HSUPA в Российской Федерации. Согласно полученному сертификату соответствия оборудование подсистемы базовых станций для сетей мобильной связи 3G (включая функциональность HSDPA и HSUPA) производства Эрикссон признано соответствующим установленным требованиям "Правил применения базовых станций и ретрансляторов систем подвижной и радиотелефонной связи стандарта UMTS" утвержденных приказом Миниформсвязи России. Сертификат соответствия охватывает следующее оборудование Эрикссон: контроллер базовых станций RNC 3810 приемно-передающие-базовые станции RBS а также концентратор сети доступа RXI 800-й серии.
Рисунок 1.9 – Элементы сети 3G на базе оборудования Ericsson
CN - Core Network – ядро сети UMTS
RAN - Radio Access Network состоит из RNC и RBS и обеспечивает связь между абонентским оборудованием и ядром сети.
RNC (контроллер радиосети) представляет собой элемент обеспечивающий управление радиоресурсами в UTRAN. Он сопрягается с CN а также реализует протокол RRC (управления радиоресурсами) который определяет сообщения и процедуры между подвижной станцией и UTRAN.
RBS обеспечивает радиоресурсы и управляет приемом и передачей отк абонентского терминала. Будем использовать RBS 3418.
OSS-RC (Operation and Support System Radio Control) - это программное обеспечение для управления сетью RAN. OSS-RC разработан для управления ежедневными операциями и задачами сети. OSS-RC отображает состав сети RAN. На OSS-RC также поступают сигналы об авариях со всех элементов сети RAN.
RXI - концентратор сети доступа используется как агрегатор или хаб.
Рассмотрим более подробно элементы сети
RBS3418 состоит из Main Unit (MU) и от 1 до 6 Remote Radio Units (RRU). Каждый RRU соединяется с MU парой оптических кабелей называемых Optical Interface Link (OIL). MU устанавливается в помещении RRU - на открытом воздухе.
Рисунок 1.10 - Main Unit
Рисунок 1.12 - Antenna System Cables
RBS internal jumper cable
Antenna feeder cable
Feeder jumper cable
- VSWR (voltage ratio of the signal on the transmission line) передается по ветви A
- DC Сопротивление обеспечивается ветвью B
Рисунок 1.14 – Соединение MU с RRU
RNC 3810 ( c поддерживаемой пропускной способностью Iub 175 Mbps).
RNC имеет следующие интерфейсы:
ATM Transport on Ch. STM-1
ATM Transport on E1T1J1
ATM Transport on STM-1VC4OC-3c
IP Transport on Gb Ethernet
Устанавливаемый RNC3810 имеет следующие особенности:
RNC 3810 управляет различными типами БС также как и изменяющимся во времени трафиком составленным из пакетных и голосовых сервисов.в шаблоне трафика обрабатываются автоматически.
Исправление и модернизация ПО расширение элементов также как и замена hardware может быть выполнено во время нормальной работы без влияния на трафик или с минимальным влиянием.
резервирование: RNC 3810 разработан с резервированием всей аппаратной части (HW);
замена в процессе эксплуатации: HW платы могут быть заменены иили добавлены в процессе эксплуатации;
Параметры источника питания для RNC3810:
- номинальное напряжение: -48V DC
группирует трафик к RNC
обеспечивает функциональность и поддержку требуемую транспортным уровнем в сети RAN
Обеспечивает сетевую синхронизацию
Обеспечивает функции управления O&M и OSS

1.8 Проектирование транспортной системы передачи.doc

1.8 Проектирование транспортной системы передачи
Согласно произведенному расчету нагрузки максимальная пропускная способность каждой базовой станции 14 Мбитс. Всего имеем 32 БС обсуживаемые одним контроллером RNC 3810. БС соединяются с контроллером через концентратор сети RXI. Согласно технической документации оборудование контроллер RNC 3810 и концентратором RXI имеют интерфейсы E1 STM-1 Gb Ethernet.
Согласно технической документации оборудование RXI 800 серии имеет интерфейсы 8 E1 2 STM-1 8 Fast и 1Gb Ethernet. Наиболее рациональным будет спроектировать сеть SDH и подвести информацию с БС потоками STM-1 и соединить RXI с RNC по Gb Ethernet или 8 Fast Ethernet.
Мбитс х 32БС = 448 Мбитс поступает с БС на RXI. Нам понадобится 2 RXI.
Значит к RXI может подходить до 4х потоков STM-1.
Будем использовать топологию звезда объединяя по 32БС4 = 8 БС в кольца.
Теперь нам необходимо подобрать оборудование SDH на котором построим транспортную сеть. Мультиплексор должен иметь пропускную способность 155 Мбитc и более 2х интерфейсов STM-1. Из недорогих и зарекомендовавших себя на российском рынке являются мультиплексоры фирмы Lucent а именно мультиплексор LucentWaveStar AM-1.
Рисунок 1.15– Внешний вид мультиплексора LucentWaveStar AM-1
Рисунок 1.16– Архитектура мультиплексора LucentWaveStar AM-1
Широкий набор предоставляемых пользователю интерфейсов (E1 E3 STM-1 X.21 10100 BaseT) значительно расширяет егообласть применения. Данное оборудование легко устанавливается внастенных иуличных шкафах встойках влюбых помещениях операторов связи ипредприятий.
С егопомощью возможно создание городских и местных транспортных сетей уровня STM-1STM-4 выносы цифровых потоков оттранспортной магистрали илиоборудования коммутации организация транспортной инфраструктуры сети вмобильной связи.
Он используется вкачестве мультиплексора вводавывода илиоконечного мультиплексора. Обладает встроенными функциями кросс-коммутации идопускает установку одной дополнительной платы.
- AC илиDC 1xS -1.1 +16 E1
- AC илиDC 2xS -1.1 +16 E1
- AC илиDC 2xS -4.1 +16 E1
- AC илиDC 2xL -4.2 +16 E1
Применение всетях мобильной связи WaveStar AM1+ заслуживает интереса в качестве оборудования вкольцевой сети дляобслуживания базовых станций сотовой связи. Сеть SDH позволяет повышать уровень резервирования линий связи.
Мы будем использовать модель DC 2xS -1.1 +16 E1.
Для соединения мультиплексоров между собой надо подобрать оптоволоконный кабель.
При проектировании оптических цифровых линий передачи необходимо принять оптимальные решения по выбору типа оптического кабеля. Выбор ОК для проектируемой ВОЛС осуществляется исходя из следующих требований:
)число ОВ в ОК и их тип определяются требуемой пропускной способностью с учетом развития сети на период 15-20 лет выбранной системой передачи (транспортной системой) схемой организации линейного тракта (однокабельная однополосная) и с учетом резервирования.
)Затухание и дисперсия ОВ в ОК зависящее от излучения должны обеспечить заданную (максимальную) длину регенерационного участка и высокую экономичность.
)Защитные покровы и силовые элементы ОК должны обеспечить необходимую защиту ОВ от механических повреждений и воздействий достаточную для надежной работы ОК.
)Кабель должен быть с малым затуханием достаточной лёгкости и за приемлемый отрезок времени сращиваться в муфтах ОК и соединяться с помощью разъемов в полевых условиях.
)Механические и электрические свойства ОК должны соответствовать их конкретному применению и условиями окружающей среды включая стойкость к воздействию статических и динамических нагрузок влаге содержанию ОК под избыточным воздушным давлением для обеспечения достаточной надежности работы в течение проектируемого срока эксплуатации ОК.
)Отдельные световоды в кабеле должны быть различимы для их идентификации [Л.1.2].
В таблице 1.13 –Характеристики для портов оборудования SDH
Экономически выгоднее при строительстве трассы проложить больше (по количеству ОВ) кабеля чем в последствии производить дополнительную прокладку кабеля. Исходя из этого будем прокладывать 16-ти волоконный оптический кабель.
Остановим свой выбор на кабелях отечественного производства предназначенных для прокладки в легких грунтах по мостам и эстакадам кабельной канализации работающих на длинных волнах 13155 мкм и километрическим затуханиемдисперсия не более 04418 соответсвенно следующих марок:
Исходяиз экономических соображений учитывая городские условия прокладки кабеля и рекомендации выбираем кабель ОКЛ-022-16 - одномодовое волокно с дисперсией оптимизированной на длине волны 1310 нм.
Кабель ОКЛ предназначен для магистральных зоновых и городских сетей связи. Прокладывается ручным и механизированным способами в кабельной канализации трубах и блоках. При опасности затопления и опасности повреждения грызунами прокладывается в защитных трубах. Внутри зданий кабелепроводах кабельростах коллекторах и на мостах прокладывается кабель с оболочкой из негорючего материала. Водонепроницаем по IEC 794-1-F5 [Л.1.3].
Основные характеристики кабеля ОКЛ-022-16 указаны в таблице 1.15 и таблице 1.16 [Л.1.3].
Таблица 1.15 Конструкция кабеля ОКЛ-022-16
Оптические волокна по ITU-T G.652 и G.651от 4 до 144 шт.
полибутилентерефталат (ПБТ)
Центральный силовой элемент
стеклопластик или стальной трос в полиэтиленовой оболочке
Заполняющий компаунд модуля
Заполняющий компаунд сердечника
гидрофобный заполнитель
капроновые нити и пленка ПЭТ-Э
Упрочняющий слой (1 и более)
арамидные нити типа "Тварон" или "Кевлар" (могут отсутствовать)
полиэтилен или ПВХ толщиной - 20 мм
Таблица 1.16 - Эксплуатационные характеристики кабеля
эксплуатация -40oС до + 60oС
хранение -40oС до + 60oС
прокладка монтаж -10oС до +50oС
0 мм циклический при нормальных условиях
0 мм разовый при t = - 30oС t = +60oС
0 мм при образовании петли
0 мм при монтаже и эксплуатации
Строительная длина - 2-6 км
Максимальная длина - 7 км
α = 0.36 дБкм (для 1310 нм) – коэффициент затухания
sн ≤ 3.5 пс(нм км) – дисперсия.
Соединительные линии между узлами организуются по оптическим волокнам (кабель ОКЛ-022-16). Оптические волокна прокладываются до существующих оптических боксов. Организация связей от шкафов до оптических боксов осуществляется с помощью двух патч-кордов (приемпередача) для каждого направления.
Выбираем патч-корд FС-FC симплексный - отрезок оптического кабеля с одним волокном (в буферном покрытии 3 мм) оконцованный оптическим коннектором FС с одного конца и FC с другого. Он предназначен для соединения между различными активными сетевыми устройствами между сетевым устройством и оптическим распределительным узлом внутри оптического соединительного узла или кросса [Л. 1.3].
Прокладка патч-кордов FС-FC от мультиплексоров до оптического бокса осуществляется в гофрированной гибкой трубе по существующим металлоконструкциям.
Оптические характеристики патч-кордов (при 23ºС λ=1310±10нм):
Вносимые потери (Insert
Установленные коннекторы пронумерованы. Диаметр буферного покрытия кабеля - 3 мм. Выпускаются патч-корды длиной 2 3 4 10 20 40 метров.
Таблица 1.17– Исходные данные для расчета распределения энергетического потенциала по длине ВОЛП
Уровень мощности передачи оптического сигнала
Минимальный уровень приема
Энергетический потенциал ВОСП
Длина максимального участка линии связи
Количество разъемных соединений на РУ
Затухание оптического сигнала на разъемных соединениях
Затухание оптического сигнала на неразъемном соединении
Коэффициент затухания ОВ
Рассчитаем уровень приема считая максимальным расстоянием между БС 4 км. Уровень передачи оптического сигнала Pпер = -8дБм.
Уровень сигнала после первого разъемного соединения:
Pp1 = Pпер - Ар= -8-05= -85дБм
Уровень сигнала после второго разъемного соединения (станционного оптического кабеля и линейного ОК):
Pp2 = Pпер- αпатч - Ар= -85 -02-05= -92 дБм
где αпатч = 02 дБм - потери вносимые патч-кордом (станционным оптическим кабелем)
Уровень сигнала на позиции 4 км (3е разъемное соединение):
Pн1 = Pр2 - Icαн - Ан= -92-4х036-05= -1114 дБм
Уровень сигнала после 4-го разъемного соединения с учетом потерь вносимых патч-кордом:
Pp4 = Pр3 - αпатч - Ар= -1114-02-05= -1184 дБм
Для оптических СП должно выполняться:
Условие выполняется. Запас 1616 дБм.
Значит мы выбрали подходящий мультиплексор и подходящий оптоволоконный кабель.

Содержан.doc

2 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3g 13
3 Виды транспортных сетей 7
4 Расчет информационных нагрузок и радиуса действия базовых станций 11
5 Энергетические параметры сети 7
6 Частотно-территориальное планирование 6
7 Выбор оборудования 7
8 Проектирование транспортной системы передачи 9
9 Разработка схемы организации связи сети
10 Разработка плана размещения оборудования БС 7
Экономический раздел
1 Расчет затрат на проектирование и внедрение сети
2 Затраты на приобретение оборудования и его монтажа
3 Формирование цены услуги (ЦУСЛ.)
4 Расчет эксплуатационных затрат
5 Распределение прибыли и Определение срока окупаемости первоначально вложенного капитала

введ_диплом.doc

G (от англ. third generation— «третье поколение») технологии мобильной связи 3 поколения— набор услуг которые объединяют как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет так и технологию радиосвязи которая создаёт канал передачи данных.
Основным плюсом 3G сети является скорость передачи данных которая является весьма высокой и составляет от 144 кбитс до 2 Мбитс (в сравнении - 64-144 кбитс. у 25G). Благодаря такой скорости передачи загрузка и пересылка мультимедиа данных является буквально секундным делом. Если в 25G сети для того чтобы закачать понравившуюся 3-минутную МР3-мелодию требовалось 6-9 минут то с сетями 3G это становится возможным всего за 11 секунд! Ещё одно важное преимущество – возможность не только слышать того с кем говоришь но и видеть его. То есть возможны режимы видеоконференции и видеотрансляции.
Конечно 3G подразумевает переход современных технологий на новый этап развития однако вместе с этим с появлением данных сетей потребуется полностью менять техническое оснащение и ПО а это по-любому связано с большими материальными затратами. Для того чтобы эту технологию отработать как следует открываются экспериментальные сети в некоторых районах различных стран. Основным различием между 2G и 3G сетями является необходимость в освоении частотного ресурса то есть сеть нового поколения требует своей частотной полосы.
G постепенно начинает приходить в Россию. Ведущие операторы сотовой связи тратят огромные деньги на переоборудование своих станций. Всё это делается для того чтобы сделать доступной для пользователей сотовых сетей новое поколение 3G. Поколение сотовых сетей 3G это огромная скорость передачи данных высокая скорость доступа в интернет и много других дополнительных ранее недоступных возможностей.
Возможности в сотовых сетях 3G в первую очередь будут ориентированы на мультимедиа возможности современных телефонов. Например видеотелефония и многое другое. 3G поколение сетей основано на CDMA-сетях только с более широким каналом который имеет более высокую пропускную способность.
Сети 2G прежде всего были ориентированы на голосовую связь в то время как сети 3-го поколения сделали акцент на передачу данных и уже потом на голосовую связь. Стандарт 3G который пришел на смену сетям второго поколения предлагает широкий спектр услуг самыми важными из которых являются мобильный Интернет и голосовая связь.

литер.doc

2 Оптическая линия передачи: Учебное пособие по дипломному проектированию. И.И. Корнилов.- Самара: ПГАТИ 2000.-158стр.:ил.
7 МСЭ-Т G.957 Оптические стыки для аппаратуры и систем передачи относящихся к СЦИ. Рекомендация
10 Тихвинский В.О. Терентьев С.В. Управление и качество услуг в сетях GPRSUMTS. – М.: Эко-Трендз 2007. -400с.: ил.
11 Wacker A. Laiho-Steffens J. Sipil K. and Heiska K. «The Impact of the Base Station Sectorisation on WCDMA Radio Network Performance» Proceedings of VTC’99 Houston Texas May 1999 pp. 261I-2615.
12 Бабков В.Ю. Вознюк М.А. Никитин А.Н. Сиверс М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов СПбГУТ. СПБ 1999. С. 120
Экономический раздел
1 Насыров М.К. и др. Организационно-экономическая часть курсового и дипломного проекта: Уч.-метод. Пособие.-Казань 2002.-21 с.

1.5 Энергетические параметры сети.doc

е1.5. Расчёт энергетических и пространственных параметров сети.
Ниже приводятся три примера анализа ресурсов радиолинии для типичных услуг UMTS: услуга по передаче речи со скоростью 122Кбитс с использованием речевого кодека AMR данных передаваемых в реальном времени со скоростью 144 Кбитс и данных передаваемых в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс в городской макросотовой среде при запланированном повышении помех в восходящем канале на 3 дБ. Запас помехозащищенности в 3дБ резервируется для компенсации увеличения помех в восходящем канале. В таблицах 1.7 и 1.8 используются значения которые рассматривались в ресурсах линии для приемников и передатчиков.
Таблица 1.7 - Принятые значения для МС
Оконечное устройство ввода данных
Максимальная передаваемая
Коэффициенты усиления антенны
Потери из-за влияния тела
Таблица 1.8 - Принятые значения для БС
Коэффициент усиления антенны
дБн (3-х секторная базовая станция)
Данные в реальном времени при скорости передачи 144 Кбитс: 15 дБ
Данные в нереальном времени при скорости передачи 384 Кбитс: 10 дБ
Потери в фидере (кабеле)
Ресурс линии радиосвязи в таблице 1.9 анализируется для передачи речи со скоростью 122 Кбитс для пользователей находящихся в машине включая потери 80 дБ внутри машины. В этом случае никакого запаса на быстрые замирания не резервируется поскольку при скорости 120 кмчас быстрое управление мощностью не позволяет компенсировать замирания. Полагаем что требуемое EbN0 равно 50 дБ. Требование EbN0 зависит от битовой скорости вида обслуживания профиля многолучевости скорости перемещения МС алгоритмов приемника и структуры антенны БС. Для низких скоростей МС требование к EbN0 является низким но с другой стороны требуется запас на быстрые замирания. Как правило низкие скорости МС являются огранивающим фактором в определении размеров зоны обслуживания из-за требуемого запаса на быстрые замирания. В таблице 1.10 приведен анализ ресурса линии для обслуживания передачи данных в реальном времени со скоростью передачи 144 Кбитс при 80% вероятности обеспечения нахождения абонента внутри здания. Основное различие данных в табл.1.10 по отношению к табл.1.9 состоит в разных выигрышах в отношении сигналшум при обработке сигналов более высокой мощности передачи МС и более низких требованиях к EbN0. К тому же запас 40 дБ резервируется для быстрого управления мощностью чтобы можно было компенсировать замирания при скорости движения 3 кмчас. Здесь допускаются средние потери на проникновение в здание равные 15 дБ.
В таблице 1.11 приводится анализ ресурса радиолинии для обслуживания передачи данных в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс вне помещения. Выигрыш в отношении сигналшум при обработке сигналов ниже чем в предыдущих таблицах из-за более высокой скорости передачи. Кроме того требование EbN0 ниже чем при более низких скоростях передачи. Этот ресурс радиолинии рассматривается при допущении что мягкий хэндовер отсутствует.
Таблица 1.9 - Исходный ресурс радиолинии для передачи речи с помощью кодека AMR со скоростью передачи 122 Кбитс (120 кмчас пользователи в машинах канал типа А для транспортного средства при мягком хэндовере).
Телефонная услуга (передача речи) со скоростью 122Кбитс (120 кмчас в автомобиле)
Максимальная мощность передачи МС [Вт]
Коэффициент усиления антенны МС [дБн]
Потери влияния тела человека [дБ]
Эквивалентная изотропная излучаемая мощность (EIRP) [дБм]
Интенсивность теплового шума [дБмГц]
Коэффициент шума приемника БС [дБ]
Интенсивность шума в приемнике [дБмГц]
Мощность шума в приемнике [дБм]
Запас помехозащищенности[дБ]
Мощность помех в приемнике [дБм]
j=10*log(10^((h+i)10)-^(h10))
Полная мощность: эффективный шум+помехи (дБм)
k=10*log(10^(h10)+ 10^(j10))
Выигрыш в отношении сигналшум при обработке сигналов [дБ]
Требуемое EbN 0 [дБ]
Чувствительность приемника [дБ]
Коэффициент усиления антенны БС[дБн]
Потери в кабеле на БС [дБ]
Запас на быстрое замирание (дБ)
Максимальные потери на трассе [дБ]
Вероятность попадания в зону обслуживания [%]
Постоянная логарифмически нормальных замираний [дБ]
Коэффициент экспоненты модели распространения
Запас на логарифмически нормальные замирания [дБ]
Выигрыш при мягком хэндовере [дБ] мультиячейка
Потери в машине [дБ]
Допускаемые потери на распространение до границ ячейки [дБ]
Таблица 1.10 - Исходный ресурс радиолинии для передачи данных в реальном времени со скоростью 144Кбитс (3 кмчас пользователь внутри здания обслуживается БС находится вне здания канал типа А для транспортного средства при наличии мягкого хэндовера).
Передача данных в реальном времени со скоростью 144 Кбитс
Запас помехозащищенности [дБ]
j=10*log(10^((h+i)10)-10^(h10))
Таблица 1.11 -Исходный ресурс радиолинии для передачи данных в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс (3 кмчас пользователь вне помещения транспортное средство канал типа А без мягкого хэндовера).
Передача данных в нереальном времени со скоростью 384Кбитс без мягкого хэндовера
Запас на быстрые замирания (дБ)
Эффективная зона обслуживания WCDMA определяется по средней площади (участка) сайта на узел в км2сайт для заранее определенных стандартной среды распространения и поддерживаемой плотности трафика.
Исходя из вышеуказанных ресурсов радиолинии расстояние до границ ячейки R можно легко вычислить по известной модели распространения например модели Окумура-Хата или модели Уолфиш-Икегами. Модель распространения описывает усредненный вариант распространения сигналов в указанной среде и она позволяет преобразовать максимальные допустимые потери при распространении в дБ в максимальную дальность до границ ячейки в километрах. В качестве примера мы можем взять модель распространения Окумура-Хата для городской макроячейки с высотой антенны БС 30м высотой антенны МС 15 м и частоты несущей 1950 МГц:
L = 1374 + 352 log10(R) (1.5.1)
где L - потери на трассе в дБ и R - расстояние в км. Для пригородных зон мы допускаем использование дополнительного коэффициента коррекции зоны 8дБ и получаем потери на трассе в виде:
L = 1294 + 352 log10(R)(1.5.2)
Согласно уравнению (1.5.2) расстояние до границ ячейки при передаче речи со скоростью 122Кбитс с потерями на трассе 1419 дБ в пригородной зоне показаны в таблице 1.5.3 составит 23км. Расстояние до границ ячейки при скорости передачи 144Кбитс внутри помещения составит 14км. Определив расстояние до ячейки R можно затем получить размеры участка (сайта) которые являются также функцией конфигурации разбиения на секторы. Для ячейки гексагональной формы охватываемой ненаправленной антенной зона обслуживания может быть аппроксимирована как 26R2.
Т.о. размер ячейки полученный в п. 1.4.3. при гарантированной скорости передачи в 32 кбитс R=205 км вполне удовлетворяет по энергетическим параметрам системы.
Зная радиус соты и допустимые потери на распространение определим минимальную допустимую высоту подвеса антенны решая уравнение Хата.
По уравнению Хата определяется максимальная дальность связи обеспечиваемая с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания:
Romax = 10(Wдоп – C)B (км)
В= 449 – 655 ×15 = 35
Romax = 10(133 – С)35 = 205 (км)
Решая это уравнение получим что С=122
С= 6875+2772 g f – 1382 g hбс–(11g f – 07) ×hMS
С= 6875+2772 g 1950– 1382 g hбс –(11g1950 – 07) ×15 = 122
Отсюда hбс=15 минимальная высота подвеса антенны при заданном радиусе соты.

закл.doc

В результате проведенной работы была разработана сеть беспроводной связи 3G и транспортная сеть для нее в г.
В качестве транспортной сети связывающей элементы сети 3G – берется сеть SDH STM-1 уровня построенная на мультиплексорах Lucent WaveStar AM-1. Топология сети – 4х конечная звезда по 8 БС в каждой ветви. Протяженность транспортной сети – 1169 км кабель ОКЛ-022-16 - одномодовое волокно с дисперсией оптимизированной на длине волны 1310 нм.
Также в работе рассмотрены вопросы размещения оборудования на одном из узлов RBS.
В организационно-экономическом разделе определен размер капитальных вложений срок окупаемости составил 25 года

сотов собраный.doc

В данном дипломном проекте рассматривается сеть беспроводной связи 3G и транспортная сеть для нее в г.
Для построения сети определяется количество абонентов производится расчет нагрузки на одну базовую станцию (голосового и пакетного трафика) определяется суммарная нагрузка системы рассчитываются энергетические характеристики и радиус действия БС. Разрабатывается схема организации связи и ситуационный план расположения БС на карте города. Производится выбор оборудования проектируемой сети и ее размещение на одном из узлов.
В организационно-экономическом разделе определяется размер капитальных вложений срок окупаемости.
2 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3g 13
3 Виды транспортных сетей 7
4 Расчет информационных нагрузок и радиуса действия базовых станций 11
5 Энергетические параметры сети 7
6 Частотно-территориальное планирование 6
7 Выбор оборудования 7
8 Проектирование транспортной системы передачи 9
9 Разработка схемы организации связи сети
10 Разработка плана размещения оборудования БС 7
Экономический раздел
1 Расчет затрат на проектирование и внедрение сети
2 Затраты на приобретение оборудования и его монтажа
3 Формирование цены услуги (ЦУСЛ.)
4 Расчет эксплуатационных затрат
5 Распределение прибыли и Определение срока окупаемости первоначально вложенного капитала
1 Организация рабочего места оператора сети
3 Чрезвычайные ситуации. Построение дерева событий – Поражение электрическим током
G (от английского third generation- «третье поколение») технологии мобильной связи 3 поколения - набор услуг которые объединяют как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет так и технологию радиосвязи которая создаёт канал передачи данных.
Основным плюсом 3G сети является скорость передачи данных которая является весьма высокой и составляет от 144 кбитс до 2 Мбитс (в сравнении - 64-144 кбитс. у 25G). Благодаря такой скорости передачи загрузка и пересылка мультимедиа данных является буквально секундным делом. Если в 25G сети для того чтобы закачать понравившуюся 3-минутную МР3-мелодию требовалось 6-9 минут то с сетями 3G это становится возможным всего за 11 секунд! Ещё одно важное преимущество – возможность не только слышать того с кем говоришь но и видеть его. То есть возможны режимы видеоконференции и видеотрансляции.
Конечно 3G подразумевает переход современных технологий на новый этап развития однако вместе с этим с появлением данных сетей потребуется полностью менять техническое оснащение и ПО а это по-любому связано с большими материальными затратами. Для того чтобы эту технологию отработать как следует открываются экспериментальные сети в некоторых районах различных стран. Основным различием между 2G и 3G сетями является необходимость в освоении частотного ресурса то есть сеть нового поколения требует своей частотной полосы.
Ведущие операторы сотовой связи тратят огромные деньги на переоборудование своих станций. Всё это делается для того чтобы сделать доступной для пользователей сотовых сетей новое поколение 3G. Поколение сотовых сетей 3G это огромная скорость передачи данных высокая скорость доступа в интернет и много других дополнительных ранее недоступных возможностей.
Возможности в сотовых сетях 3G в первую очередь будут ориентированы на мультимедиа возможности современных телефонов. Например видеотелефония и многое другое. 3G поколение сетей основано на CDMA-сетях только с более широким каналом который имеет более высокую пропускную способность.
Сети 2G прежде всего были ориентированы на голосовую связь в то время как сети 3-го поколения сделали акцент на передачу данных и уже потом на голосовую связь. Стандарт 3G который пришел на смену сетям второго поколения предлагает широкий спектр услуг самыми важными из которых являются мобильный Интернет и голосовая связь.
Согласно заданию нам необходимо спроектировать сеть 3G и подобрать основное оборудование для данной сети. Основными достоинствами такой сети являются высокая скорость доступа портативность абонентского и базового оборудования использование технологии 3G IMT-2000 базирующейся на стандарте UMTS TD-CDMA.
Территория обслуживания – г. Казань
Казань: столица Татарстана в 797 км километрах от Москвы расположена на левом берегу Волги при впадении в неё реки Казанка. Речной порт. Железнодорожный вокзал. Узел автомобильных дорог. Аэропорт. Население – 1120 тыс. чел в границах города (8-е место в РФ) территория города Казани занимает площадь 425 кв.км.
Столица Республики Татарстан - крупный железнодорожный автодорожный и авиационный узел крупнейший на Волге речной порт.
Главными отраслями промышленности города являются машиностроение и металлообработка авиа- и приборостроение химическая и нефтехимическая промышленность легкая и пищевая промышленность.
Для построения сети необходимо определить количество абонентов сделать расчет нагрузки на одну базовую станцию (голосового и пакетного трафика) определить суммарную нагрузку системы рассчитать энергетические характеристики и определить радиус действия БС. разработать схему организации связи выбрав топологию сети. Разработать ситуационный план расположения БС на карте города. Также произвести выбор оборудования проектируемой сети и рассмотреть ее размещение на одном из узлов. Необходимо спроектировать транспортную сеть связывающую элементы сети 3G и рассчитать ее основные характеристики.
2 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3G
Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Для реализации систем третьего поколения разработаны рекомендации по глобальным унифицированным стандартам мобильной связи:
- обеспечение качества передачи речи сравнимого с качеством передачи в проводных сетях связи;
- обеспечение безопасности сравнимой с безопасностью в проводных сетях;
- обеспечение национального и международного роуминга;
- поддержка нескольких местных и международных операторов;
- эффективное использование спектра частот;
- пакетная и канальная коммутация;
- поддержка многоуровневых сотовых структур;
- взаимодействие с системами спутниковой связи;
- поэтапное наращивание скорости передачи данных вплоть до 10 Мбитс.
Несмотря на то что конечная цель для всей индустрии телекоммуникаций- создать единую всемирную среду мобильной связи поддерживающую широкополосные системы и обеспечивающую глобальную мобильность в результате скорее всего возникнет некоторое семейство стандартов обеспечивающее услуги третьего поколения.
Основным плюсом сетей 3G является большая скорость передачи больших объемов данных по радиоканалу. Самая быстрая на сегодня в сетях 2-25G технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) обеспечивает передачу данных на скорости до 4736 Кбитс (на практике - вдвое-втрое ниже). В сетях третьего поколения для передачи данных используется технология HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) скорость работы которой измеряется уже мегабитами.
Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового диапазона около 2 ГГц передавая данные со скоростью 2 Мбитс. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы ит.д. В мире сосуществуют два стандарта 3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространён в основном в Европе CDMA2000— в Азии и США.
G стандарт был разработан Международным Союзом Электросвязи (International Telecommunication Union ITU) и носит название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Основная цель создания стандарта — синхронизация систем третьего поколения для обеспечения глобального роуминга. Реализация сети предполагает дальнейшее слияние сотовой связи с информационными и компьютерными технологиями радикальное обновление оборудования и как следствие расширение спектра предоставляемых услуг включая услуги высокоскоростной передачи информации глобального роуминга и мультимедиа независимо от местоположения абонента и скорости его передвижения. Мобильный телефон становится персональным коммуникатором пользователь которого будет обладать практически неограниченными возможностями доступа ко всемирным информационным ресурсам в том числе через сеть Интернет.
Для решения вопроса последней мили т.е. организации связи с операторскими базовыми станциями необходимы технические решения позволяющие сохранить скорости и качество передачи информации; в противном случае теряется одна из главных идей создания нового поколения мобильной сети. Основными техническими средствами для решения этой задачи являются оптоволоконные радиорелейные и атмосферные оптические системы. У тех и у других есть свои преимущества и недостатки.
Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:
- до 2048 Мбитс при низкой мобильности (скорость менее 3 кмч) и локальной зоне покрытия;
- до 144 кбитс при высокой мобильности (до 120 кмч) и широкой зоне покрытия;
- до 64 (144) кбитс при глобальном покрытии (спутниковая связь).
Таблица 1.1 - Услуги систем 3-го поколения
Скорость передачи кБитc
Средняя длительность сообщения с
Речь голосовая почта
Низкоскоростной обмен данными
SMS определение местоположения
Передача к коммутируемым данным(ISDN)
Интерактивный обмен мультимедиа данными
Видеотелефонная связь передача изображениф и больших объёмов информации
Асимметричная передача мультимедиа данных
Работа с сетями Internet и интрасетями
В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии перехода к 3G-системам: постепенное (эволюционное) и "одномоментное" (революционное) (Табл.1.2).
Таблица 1.2 - Две стратегии внедрения услуг 3-го поколения мобильной связи
Революционный подход
Метод использования частотного ресурса
Работа в старых диапазонах
Освоение новых диапазонов
Принцип предоставления услуг
Постепенно расширяемый ассортимент услуг
Новые услуги с начала развертывания
Пропускная способность
Постепенно наращиваемая
Стратегия создания сетевой инфраструктуры
Медленный и постепенный переход от 2G к 3G по мере появления спроса на услуги
Создание опытных районов ("островков") с полным набором услуг
Технологический уровень
Новые технологии в отдельных элементах
Все технологии - новейшие
Максимальное использование существующей инфраструктуры
В основном те же что и в 2G
Операторы купившие лицензии на услуги 3G
При революционном подходе предполагается внедрение всех новейших технологий и новых интерфейсов и полная замена существующего оборудования и ПО что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным коммерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира в том числе и в России созданы экспериментальные сети.
Один из важнейших признаков принципиально отличающих два подхода способы освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа намерены пойти по этому пути и выделить для систем 3-го поколения "индивидуальные" полосы радиочастот.
В США подход абсолютно иной - там спектр выделенный для IMT-2000 уже занят службой PCS и 3G-системы будут работать в старых полосах частот вместе с существующими сетями стандартов TDMAAMPS.
Эволюционное внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфраструктуру сети связи внедряя новые сетевые элементы в процессе последовательной модернизации.
Естественно что операторы систем двух наиболее массовых технологий - TDMAAMPS и GSM - стали сторонниками эволюционного пути развития. Сегодня эти системы имеют ограниченные возможности по наращиванию пропускной способности и видам услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емкости без дополнительного расширения радиочастотного спектра возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM) введения многосекторных антенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).
Таблица 1.3 - Характеристики радиоинтерфейсов для IMT-2000
Авторы технических спецификаций
ETSI TIA TR-45.3DECT EP
Чиповая скорость Мчипс
4 (UTRA) 128 (SCDMA)
Скорость передачи кбитc
p2-DPSK p4-DQPSK p8-D8PSK
Согласно концепции IMT-2000 система нового поколения подразделяется на две составные части: сети радиодоступа и магистральную базовую сеть. Подходы к их проектированию принципиально различны.
Эффективность сетей радиодоступа в значительной степени зависит от новизны технологий которые в них используются. Смена поколений как правило означает и смену идеологии построения этих сетей. Магистральные сети более "инерционны". В них инвестированы значительные средства которые операторы желают сохранить при переходе к 3-му поколению. Кроме того существующие базовые сети не являются сдерживающим фактором для внедрения современных ЗG-услуг. Поэтому их инфраструктура будет развиваться эволюционным путем опираясь на существующие сети GSM TDMA (IS-136) IP IN и ISDN что подтверждают и исследования проведенные в рамках IMT-2000.
Сегодня в качестве магистральных предполагается использовать сеть базирующуюся на IP-технологии а также усовершенствованные опорные сети GSM MAP и ANSI-41 которые развернуты для наиболее развитых стандартов мобильной связи 2-го поколения - европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA (IS-95). Взаимодействие между тремя магистральными сетями - GSM MAP ANSI-41 и базовой IP-сетью - будет осуществляться через межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Network Interface).
Стандартный модуль идентификации пользователя UIM (User Identity Module) обеспечит глобальный роуминг независимо от метода радиодоступа или типа транспортной сети в том или ином географическом регионе.
В настоящее время важнее всего дать возможность всем операторам действующих сетей использовать существующую инфраструктуру при реализации набора новых услуг IMT-2000. В связи с этим МСЭ считает необходимым начать разработки единого протокола NNI обеспечивающего глобальный роуминг в рамках 3G-систем.
Транспортная сеть должна обеспечить межсетевое взаимодействие и "прозрачность" доступа к услугам независимо от местонахождения абонентов. Чтобы реализовать это требование на практике предусматривается создание специального конвертора или шлюза IWG (Interwoking Gateway) который и будет поддерживать глобальный роуминг при любом протоколе радиодоступа.
Сегодня уже очевидно что окончательному внедрению систем 3-го поколения будет предшествовать очень продолжительный период их совместного существования с системами 2-го поколения. Благодаря различиям в наборе и стоимости предоставляемых услуг новые технологии будут не конкурировать со старыми а дополнять их.
Архитектура сети радиодоступа.
Система UMTS состоит из ряда логических элементов сети каждый из которых выполняет определенные функции. Элементы сети могут группироваться на основе близости выполняемых функций или на основе подсети к которой они принадлежат.
По своим функциям элементы сети группируются в сеть радиодоступа (RAN UMTS территориального уровня = UTRAN) которая оперирует всеми функциями относящимися к радиосвязи и в базовую сеть (CN) которая обеспечивает коммутацию и маршрутизацию вызовов и каналы передачи данных во внешние сети. Чтобы завершить систему определяются оборудование пользователя (UE) которое взаимодействует с ним и радиоинтерфейс (Uu).
С точки зрения спецификации и стандартизации как UE так и UTRAN содержат полностью новые протоколы построение которых основано на потребностях новой технологии радиосвязи WCDMA. И наоборот построение CN взято из GSM. Это дает системе с новой технологией радиосвязи глобальную базу из известной и испытанной технологии CN что способствует ускорению ее внедрения и позволяет использовать такое замечательное преимущество как глобальный роуминг.
Рисунок 1.1 - Архитектура системы UMTS высокого уровня
Возможность иметь несколько объектов одного и того же типа позволяет делить систему UMTS на подсети работающие либо самостоятельно либо вместе с другими подсетями и которые являются тождественными друг другу. Такая сеть называется UMTS PLMN (наземная мобильная сеть общего пользования). Обычно одна PLMN эксплуатируется одним оператором и соединяется с другими PLMNs также как и с другими типами сетей например ISDN PSTN Интернет и т.д.
Рисунок 1.2 - Элементы сети в PLMN
UE состоит из двух частей:
–Подвижное оборудование (ME) – радиотерминал используемый для радиосвязи через интерфейс
–Модуль идентификации абонента UMTS (USIM) представляющий собой интеллектуальную плату которая служит идентификатором абонента выполняет алгоритм аутентификации и шифрования и некоторые данные об услугах которыми имеет право пользоваться абонент необходимые при пользовании терминалом.
UTRAN также состоит из двух элементов:
–Узел B преобразует поток данных между интерфейсами Iub и Uu. Он также участвует в управлении радиоресурсами;
–Контроллер радиосети (RNC) владеет и управляет радиоресурсами в своей области (к ней подключены узлы B). RNС представляет собой точку доступа к сервису для всех услуг которые UTRAN предоставляет CN например управление соединениями с UE.
Основными элементами базовой сети GSM являются следующие:
–HLR (регистр домашнего местонахождения по месту регистрации) – это база данных помещаемая в домашнюю систему абонента которая хранит в памяти основной экземпляр профиля обслуживания абонента. Профиль обслуживания содержит например информацию о предоставляемых ему услугах запрещенных районов роуминга и дополнительную сервисную информацию например о возможности переключения телефонного вызова и номера телефона на который производится переадресация. Профиль обслуживания создается когда новый абонент прописывается в системе и остается в памяти до тех пор пока сохраняется эта прописка. Для маршрутизации входящих сообщений к UE (т.е. вызовов или коротких сообщений) HLR также записывает данные о местоположении UE на уровне MSCVLR (узла по обеспечению услуг иили SGSN) т. е. на уровне системы обслуживания;
–MSCVLR – это коммутатор (MSC) и база данных (VLR) которые предоставляют услуги по текущему местоположению UE по коммутации каналов (CS). Функция MSC используется для коммутации сообщений CS и функция VLR сохраняет экземпляр профиля обслуживания гостевого пользователя а также более точную информацию о местоположении UE в системе обслуживания. Часть сети к которой обеспечивается доступ через MSCVLR часто называют областью обслуживания CS.
–GMSC (шлюзовой MSC) – это коммутатор в точке где UMTS PLMN соединяются с внешними сетями CS. Все входящие и исходящие соединения CS проходят через
–Функции SGSN (узла по обеспечению услуг GPRS) подобны функциям MSCVLR но обычно используются для услуг с коммутацией пакетов (PS). Часть сети к которой обеспечивается доступ через MSCVLR часто называют областью обслуживания
–GGSN (узел по обеспечению межсетевого перехода GPRS) функционально близок к GMSC но связан с предоставлением услуг PS.
Внешние сети можно разделить на две группы:
–Сети CS. Они обеспечивают соединения с коммутацией каналов как это имеет место в существующей в настоящее время телефонной связи;
–Сети PS. Они обеспечивают соединения с коммутацией пакетов данных. Одним из примеров сети PS служит Интернет.
Стандарты UMTS построены таким образом что функции внутри элементов сети подробно не определяются. Вместо этого определены интерфейсы между логическими элементами сети. Определены следующие основные открытые интерфейсы:
–Интерфейс Cu. Это электрический интерфейс между интеллектуальной платой (смарт-карточкой) USIM (модуля идентификации абонента сети UMTS) и ME. Интерфейс удовлетворяет формату стандарта для смарт-карточек;
–Интерфейс Uu. Это радиоинтерфейс WCDMA который служит предметом рассмотрения в данной книге. Интерфейс Uu – это интерфейс через который UE получает доступ к стационарной части системы и поэтому возможно самый важный интерфейс в UMTS. Представляется что изготовителей UE будет гораздо больше чем изготовителей элементов стационарной сети;
–Интерфейс Iu. Он соединяет UTRAN с CN. Подобно соответствующим интерфейсам в GSM A (для коммутации каналов) и Gb (для коммутации пакетов) открытый интерфейс Iu дает операторам UMTS возможность производить закупку UTRAN и CN у разных производителей. Создание конкуренции в этой области явилось одним из факторов обусловивших успех
–Интерфейс Iur. Открытый интерфейс Iur позволяет осуществлять мягкий хэндовер между RNCs от различных производителей и поэтому он дополняет открытый интерфейс
–Интерфейс Iub. Iub соединяет узел B и RNC. UMTS является первой коммерческой системой подвижной телефонной связи где интерфейс контроллер-базовая станция стандартизован как полностью открытый интерфейс. Ожидается что подобно другим открытым интерфейсам открытый интерфейс Iub будет стимулировать конкуренцию между производителями оборудования в этой области. Вероятно что на рынке появятся новые производители сосредоточивающие усилия исключительно на изготовлении узлов B.
Архитектура UTRAN представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Архитектура UTRAN
UTRAN включает в себя одну или несколько подсистем радиосети (RNS). RNS – это подсеть в UTRAN состоящая из контроллера радиосети (RNC) и одного или нескольких узлов B. RNC могут соединяться друг с другом через интерфейс Iur. RNC и узлы B соединяются с помощью интерфейса Iub.
Приведем основные характеристики UTRAN которые в свое время определили основные требования для построения архитектуры UTRAN ее функций и протоколов. В кратком виде они могут быть представлены в следующих пунктах:
–Поддержка UTRA и всех относящихся к нему функций. В частности основное воздействие на построение UTRAN оказало требование обеспечения мягкого хэндовера (один терминал подключается к сети с участием двух или большего числа активных ячеек) и ориентированных на WCDMA алгоритмов управления радиоресурсами;
–Максимизация унификации при обработке данных с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов при использовании уникального пакета протоколов воздушного интерфейса и при использовании одного и того же интерфейса для соединения UTRAN с областями обслуживания (доменами) как PS так и CS базовой сети;
–Максимизация по возможности общности с
–Использование транспортного протокола ATM в качестве основного транспортного механизма в UTRAN.
Контроллер радиосети.
RNC (контроллер радиосети) представляет собой элемент обеспечивающий управление радиоресурсами в UTRAN. Он сопрягается с CN (обычно с одним MSC и одним SGSN) а также реализует протокол RRC (управления радиоресурсами) который определяет сообщения и процедуры между подвижной станцией и UTRAN. Логически он соответствует BSC (контроллеру базовой станции) в GSM.
Узел B (Базовая станция).
Основная функция узла B состоит в осуществлении обработки на уровне L1 в воздушном интерфейсе (канальное кодирование и перемежение адаптация скорости расширение спектра и т.д.). Кроме того узел B выполняет одну из основных операций по управлению радиоресурсами – управление мощностью в внутреннем контуре. Логически он соответствует базовой станции в системе GSM.
3 Виды транспортных сетей
Линии связи. Их достоинства и недостатки.
Непременным и одним из наиболее сложных и дорогостоящих элементов связи являются линии связи (ЛС) по которым передаются информационные электромагнитные сигналы от одного абонента (станции передатчика регенератора и т.д.) к другому (станции регенератору приемнику и т. д.) и обратно. Очевидно что эффективность работы систем связи во многом предопределяется качеством ЛС их свойствами и параметрами а также зависимостью этих величин от частоты и воздействия различных факторов включая мешающие влияния сторонних электромагнитных полей.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС).
Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть связующими элементами между узлами которой является волоконно-оптические линии связи. Технологии волоконно-оптических сетей помимо вопросов волоконной оптики охватывают также вопросы касающиеся электронного передающего оборудования его стандартизации протоколов передачи вопросы топологии сети и общие вопросы построения сетей. ВОЛС в основном используются при построении объектов в которых кабельная сеть должна объединить многоэтажное здание или здание большой протяженности а также при объединении территориально-разрозненных зданий.
Преимущества ВОЛС: передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю. Стремительное внедрение в информационные сети оптических линий связи является следствием преимуществ вытекающих из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне:
- Широкая полоса пропускания обусловлена чрезвычайно
высокой частотой несущей 1014Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько террабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации;
- Малое затухание светового сигнала в волокне. Выпускаемое в
настоящее время отечественными и зарубежными производителями
промышленное оптическое волокно имеет затухание 02-03 дБ на длине волны 155 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100км и более;
- Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода. Высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи электродвигательные установки и т.д.). В многоволоконных кабелях также не возникает проблемы перекрестного влияния электромагнитного излучения присущей многопарным медным кабелям;
- Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например 900-парный телефонный кабель диаметром 75 см может быть заменен одним волокном с диаметром 01 см. Если волокно "одеть" в множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней диаметр такого ВОК будет 15 см что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля;
- Высокая защищенность от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне то передаваемую по нему информацию трудно подслушать не нарушая приема-передачи. Системы мониторинга (непрерывного контроля) целостности оптической линии связи используя свойства высокой чувствительности волокна могут мгновенно отключить "взламываемый" канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам так и разной поляризации) имеют очень высокую чувствительность к колебаниям к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных банковских и некоторых других специальных службах предъявляющих повышенные требования к защите данных;
- Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических "земельных" петель которые могут возникать когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети связанные медным кабелем имеют заземления в разных точках здания например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемыпросто нет;
- Взрыво - и пожаробезопасность. Из-за отсутствия новообразования оптическое волокно повышает безопасность сета на химических нефтеперерабатывающих предприятиях при обслуживании технологических процессов повышенного риска;
- Экономичность BOK. Волокно изготовлено из кварца основу которого составляет двуокись кремния широко распространенного а потому недорогого материала в отличие от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбитс;
- Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон этот процесс значительно замедлен и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколенийстандартов приемо-передающих систем;
- Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако в этих случаях можно использовать смешанный кабель когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом. Такой кабель широко используется как в России так и за рубежом;
К недостаткам оптических кабелей можно отнести:
- Подверженность волоконных световодов радиации за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание;
- Водородная коррозия стекла приводящая к микротрещинам
световода и ухудшению его свойств;
- Стоимость интерфейсного оборудования. Электрические
сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики и приемники остается пока еще довольно высокой. При создании оптической линии связи требуется высоконадежное специализированное пассивное коммутационное оборудование оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение оптические разветвители аттенюаторы;
- Монтаж и обслуживание оптических линий. Стоимость работ по монтаж тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. Если же повреждается ВОК то необходимо осуществлять сварку в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды.
Радиорелейные системы передачи.
Бывают такие случаи когда организовать передачу информации посредством оптического волокна оказывается очень невыгодным вследствие дорогой его прокладки на определенном участке трассы или др. причины. В таких случаях передавать информацию можно по радиорелейным линям (РРЛ).
Это связано со следующим преимуществом РРЛ:
- не требуется дорогостоящая прокладка кабеля и дорогостоящее оборудование т.е экономичность данной линии связи.
РРЛ обладает рядом недостатков:
- меньшая по сравнению с ВОЛС полоса пропускания (ГГЦ)
вследствие этого более низкая пропускная способность РРЛ;
- затухание сигнала при передаче что связано с рядом причин: ослабление радиоволн в гидрометеорах.
Тропосферная рефракция волн в том числе замирания связанные с экранирующим действием препятствий вследствие изменения градиента диэлектрической проницаемости:
- интерференция прямой волны и волны отраженной от земной поверхности и слоистых образований в тропосфере.
Вывод: основной задачей при проектировании транспортных сетей является выбор соответствующей линии связи на соответствующем участке транспортных сетей.
Технологии (PDH SDH).
В настоящее время актуальны транспортные технологии такие как PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия) SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия).
Кратко опишем каждую из них: PDH.
Схемы PDH были разработаны в начале 80х. Всего разработано три стандарта:
Принята в США и Канаде в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала (ПЦК-DS1) была выбрана скорость 1544 кбитс и давала последовательность DS1DS2DS3DS4 или последовательность вида: 1544631244736274176 кбитс. Это позволяло передавать соответственно 24 96 672 и 4032 канала DS0 (Основной Цифровой Канал - 64 кбитс);
Принята в Японии использовалась та же скорость для давала последовательность DS1DS2DSJ3DSJ4 или последовательность вида:154463123206497728 кбитс что позволяло передавать 24 96 480 или 1440 каналов
Принята в Европе и Южной Америке в качестве первичной была
выбрана скорость 2048 кбитс и давала последовательность
Е1Е2ЕЗЕ4Е5 или 2048844834368139264564992 кбитс. Указанная
иерархия позволяла передавать 30 120 480 1920 или 7680 каналов
- затруднённый вводвывод цифровых потоков в промежуточных
- отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;
- многоступенчатое восстановление синхронизма требует достаточно большого времени.
Указанные недостатки PDH а также ряд других факторов привели к разработке в США ещё одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). Но из-за неудачно выбранной скорости передачи для STS-1 было принято решение отказаться от создания SOKET а создать на её основе SONETSDH. Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице 1.
Таблица 1.4 - Скорости передач иерархии SDH
Скорость передачи Мбитс
Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков РВН в системы SDH.
В системе SDH производится синхронное мультиплексирование демультиплексирование которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH которые передаются в сети SDH.
С помощью технологии SDH можно построить практически любую топологию сети:
- топология «точка - точка»;
- топология «последовательная линейная цепь»;
- топология «уплощенное кольцо»;
- топология «двойное кольцо».
Вывод: одной из задач при проектировании транспортных сетей для сетей беспроводной связи является выбор одной из описанных выше технологий исходя из нагрузки на данную сеть и требуемой скорости передачи информации.[1.6]
4 Расчет информационных нагрузок и радиуса действия базовых станций
4.1 Услуги предоставляемые сетью
Сети мобильной связи предоставляют клиентам множество новых услуг рисунке 1.4 которые способны существенно повысить как доходы операторов так и доходы производителей сетевого оборудования и телефонов. Появляется новый вид деятельности – предоставления информации с высокими скоростями табл. 1.4.1. Это позволяет получить качественно новый уровень связи и на его основе сформировать глобальное информационное пространство. Вследствие этого мобильный телефон становится не только средством голосового общения но и многофункциональным устройством [1.10].
Рисунок 1.4 - Новые виды услуг сетей UMTS
Таблица 1.5 - Параметры услуг
Скорость передачи данных кбитс
Средняя длитель-ность сообщения с
SМС определение местоположения
Передача данных от (к) абонентов сетей ISDN
Видиотелефонная связь передача изображений и больших объёмов информации
Интерактивный обмен мультимидийны-ми данными
Работа с сетью Интернет и интрасетями
Асиммитричная передача мультимидийных данных
4.2 Оценка речевого трафика в сети UMTS
Необходимо задаться количеством кластера. Для проектируемой сети оптимальное значение кластера равно 3. На одну базовую станцию возьмем 3 передатчика.
На основе статистических данных приведенных на официальном сайте мэрии Казани на 2009 год количество жителей составило 1120200 человек. Максимальная ёмкость рынка по количеству абонентов использующих услуги сетей третьего поколения оценивается как 30 % от общего количества потенциальных абонентов. К началу 2009 общее количество абонентов сотовых сетей превысило общее количество жителей. Этот противоречивый факт объясняется тем что абоненты пользуются услугами нескольких операторов. Поэтому при расчёте абонентов мы не учитываем что количество жителей до 14 лет (не являющихся потенциальными абонентами) и не вычитаем их общего количества жителей. На основании выше сказанного потенциальное количество абонентов имеющих потребность в услугах предоставляемых сетями третьего поколения будет:
Рассчитаем число одновременно говорящих абонентов:
где Аср= 005 Эрл – нагрузка одного абонента в час наибольшей нагрузки; N аб = 336060 – количество абонентов.
А = 005 . 336060 = 16803 Эрл
У нас получилась нагрузка 16803 Эрл она эквивалентна 16803 одновременно разговаривающих абонентов (Nод=16 803 человек).
4.3 Оценка трафика данных в сети UMTS
В результате проведения работ состав параметров трафика данных будет расширен. В то же время сотовые сети поколения 3G должны взаимодействовать с сетями связи общего пользования и в этом плане целесообразно иметь систему параметров абонентского трафика сотовых сетей согласующуюся с уже устоявшейся системой параметров сетей общего пользования прежде всего телефонных сетей (ТФОП). Такой подход приводит к идее разработки структурных дополнений к применяемым в настоящее время параметрам абонентского трафика получаемым на основе статистических данных которые позволили бы согласовать их с аналогичными параметрами применяемыми в сетях связи общего пользования с учетом результатов воздействия новых технологий и расширения сферы предлагаемых услуг [1.10].
В качестве примера может быть рассмотрен параметр который является определяющим для расчета пропускной способности телекоммуникационных сетей — средняя нагрузка в ЧНН на одного абонента сети. Как показывает отечественный и зарубежный опыт в процессе коммерческой эксплуатации сотовых сетей величина этого параметра изменяется обнаруживая устойчивую тенденцию к снижению.
На начальном этапе развития сетей (с учетом преимущественной передачи в сетях третьего поколения речевой информации) величина параметра составляет y0≥25мЭрл и согласно статистическим данным по абонентскому трафику действующих сетей по мере их развития роста числа абонентов наблюдается ее снижение со средней интенсивностью 1 – 15 мЭрл в год до величины примерно 14 — 15 мЭрл.
Как показал анализ для сотовых сетей с применением технологии UMTS возможно обобщение рассматриваемого параметра для абонентского трафика включающего передачу речевой информации и пакетную передачу данных с объединением тайм-слотов в радиоканале. При этом прежде всего определяются и приводятся в соответствие первичные параметры трафика.
Возможности конкретного использования данного принципа могут быть рассмотрены на примере определения величины «добавки» к средней нагрузке в ЧНН на одного абонента сети по речевому трафику за счет передачи данных. Расчет проведен на основании параметров для следующих исходных данных:
- среднее число вызовов в ЧНН на одного абонента сети для передачи речевых сообщений Сср [выз.ч] - 07;
- среднее число вызовов в ЧНН на одного абонента сети для передачи данных С*ср [выз.ч] - 50;
- средняя длительность сеанса связи для речевого трафика tср [с] - 90;
- средний объем сообщений при передаче данных Iср [кбит] - 2500;
- средняя скорость передачи данных и радиоканале R [кбитс] - 32;
- средняя нагрузка в ЧНН па одного абонента сети по речевому трафику y0 [мЭрл.].
- средняя нагрузка в ЧНН на одного абонента сети по передаче данных у*0 [мЭрл].
y*0=C*срt*ср д3600 = 50·7813600=108 мЭрл
где t*ср - средняя длительность передачи сообщений
t*ср = Iср R = 2500 32= 781 с;
—суммарное значение средней нагрузки в ЧНН на одного абонента сети
Y0 = 175 + 108 = 1255 мЭрл.
Таким образом для принятых исходных данных «добавка» к величине средней нагрузки в ЧНН на одного сопоставима с речевым.
Средняя нагрузка в час наибольшей нагрузки на одного абонента сети по передаче данных получилась равной: y*0 = 1255 мЭрл.
Число абонентов трафика данных равно 336060 значит средняя нагрузка в сети по передаче данных будет равна:
где NUMTS – количество абонентов UMTS.
Y*0 = 125×10-3×336060 = 42 176 Эрл.
Полученную нагрузку по каналу данных прибавим к числу одновременно говорящих абонентов и посчитаем суммарную нагрузку канала данных и речевого канала:
где А – число одновременно говорящих абонентов по речевому каналу.
А* = 16803 + 42 176 = 58 979 Эрл.
4.4. Радиус соты по методике начального приближения.
В разделе 1.4.2 у нас получилась нагрузка 16 803 Эрл она эквивалентна 16 803 одновременно разговаривающих абонентов (Nод = 16 803 чел.). Площадь занимаемая г. Казань составляет 425 кв км. Найдем плотность одновременно разговаривающих абонентов:
где S - площадь обслуживаемой территории (км2).
nа = 16 803425 40 челкм2
Максимально возможный радиус соты при заданной нагрузке и обслуживаемой территории определяется по формуле
где nа - плотность одновременно разговаривающих абонентов;
Nc - общее число каналов связи в соте [1.12]
Пусть максимальная пропускная способность базовой станции 14 Мбитс а средняя скорость предоставляемая одному абоненту равна 30 кбитс т.о. данный подход позволит предположить нам что количество каналов составит 4375
Теперь мы можем прикинуть общее количество базовых станций (без учёта энергетических параметров):
4.5. Приближенный расчёт емкости соты при планировании сети UMTS.
Ёмкость соты определяется числом абонентов обсаживаемых одновременно на одном частотном канале (5МГц). Так как точное определение этого числа является сложной задачей зависящей от многих факторов рассмотрим приближенную методику расчёта основанную на следующих допущениях [1.12]:
- все МС в соте находятся на равном удалении от антенны базовой станции;
- все МС имеют одинаковую мощность передачи радиосигналов;
-все МС имеют одинаковую скорость передачи данных.
Введём понятие выигрыша в отношении сигналшум за счёт широкополосности используемого сигнала (B>>1). С учётом принятых допущений все абоненты имеют одинаковый выигрыш G. При этом скорость передачи элементарных символов в соте фиксирована (384Мбод) а G определяется скоростью передачи данных К в канале. Скорость передачи данных в канале может быть равной 30 60 120 240 480 и 960 кбитс. Следовательно МС использующие минимальную скорость передачи данных имеют выигрыш G=38400000 30000=128=B.
Отношение мощностей сигнала и шума на входе приемника определяется выражением
Предположим что в соте имеется N абонентов. Тогда для каждого абонента мощность шума определяется суммой мощностей радиосигналов от других абонентов . В этом случае (1.4.1) примет вид
При большом числе абонентов выражение (1.4.3) можно упростить: . Таким образом или число абонентов в соте
Предположим что база радиосигналов используемых в соте равна 128 требуемое отношение сигналшум на входе приемника базовой станции составляет 3 дБ.
Теоретически 64 – максимальное число абонентов в соте при G=128 [1.10]. При расчёте учитывалось лишь влияние помех внутри соты. Если учесть влияние помех от соседних сот то число обслуживаемых абонентов уменьшится в двое: 642=32. Зависимость возможного числа абонентов в соте от скорости показана на рис. 1.5.
Рисунок 1.5 Зависимость возможного числа абонентов в соте от скорости передачи данных.
Вопрос о зоне обслуживания представляется важным когда сеть не ограничивается еще по пропускной способности (емкости) как например в период первоначального развертывания сети и особенно в сельских районах. Даже в городских районах сеть может быть ограничена зоной обслуживания если предоставляется надежная зона обслуживания внутри зданий для услуг требующих передачи данных с высокой скоростью а базовая станция будет находиться снаружи. Требование иметь надежную зону обслуживания приводит к тому что размеры ячеек делаются небольшими что может обеспечить более высокую пропускную способность (емкость) на км2 чем это необходимо. В макроячейках зона обслуживания определяется дальностью действия по восходящему каналу так как мощность передачи подвижной станции много меньше чем у базовой станции макроячейки. Выходная мощность подвижной станции обычно составляет 21 дБм (125 мВт) а базовой станции в макроячейке–40-46дБм (10-40 Вт) на сектор. Поэтому в секторе принимается в расчет зона обслуживания. Кроме того в разделе 1.5 показано что зона обслуживания для макроячейки ограничивается дальностью действия восходящего канала [1.12].
Влияние увеличения ресурса каналов на величину относительного радиуса ячейки может быть оценено с помощью выбора определенной модели распространения радиоволн например модели Окумура-Хата из раздела 1.5. В этом примере экспонента потерь на трассе равна 352 что в результате дает
Относительное изменение площади ячейки может быть вычислена как
Результаты вычислений необходимой относительной плотности сайтов базовых станций при заданном улучшении рабочей характеристики канала представлены в табл. 1.5. Плотность базовых станций обратно пропорциональна площади ячейки. Например при улучшении качества канала на 53 дБ плотность базовых станций может быть уменьшена приблизительно на 50%.
Таблица 1.6 Уменьшение плотности числа сайтов базовых станций при улучшении ресурса канала
Улучшение ресурса канала
Относительное число сайтов
дБ=Опорная величина
Факторы оказывающие воздействие на получение максимальных потерь на трассе можно видеть из рассмотрения ресурса каналов – смотри раздел 1.5– они показаны на рис. 1.4.3. Влияние решений по базовой станции и скорости передачи описывается в этой главе. Связь между нагрузкой восходящего канала и зоной охвата обсуждалась в этом разделе выше.
Рисунок 1.6 - Увеличение шума в восходящем канале как функция полной
пропускной способности в восходящем канале
Требуемое значение отношения EbN0 является главным фактором при расчёте емкости соты связанным со скоростью передачи данных в частотном канале. Отношение сигналшум характеризуется следующими физическими принципами:
- спектральная плотность тепловых шумов является постоянной величиной и характеристикой приемника;
- с увеличением базы радиосигнала (выигрыша G) требуемое значение энергии радиосигнала для передачи одного бита сообщения (Eb) уменьшается;
- с увеличением расстояния между МС и базовой станцией требуемое значение Eb увеличивается;
- чем выше скорость перемещения МС тем выше требуемое значение Eb.
Таким образом мы показали что при расчёте нагрузки на базовую станцию разработчик выбирает между несколькими компромиссами. Так же мы показали что допущения сделанные нами в п. 1.4.4. вполне допустимы при расчёте размеров соты по методике начального приближения.
е1.5. Расчёт энергетических и пространственных параметров сети.
Ниже приводятся три примера анализа ресурсов радиолинии для типичных услуг UMTS: услуга по передаче речи со скоростью 122Кбитс с использованием речевого кодека AMR данных передаваемых в реальном времени со скоростью 144 Кбитс и данных передаваемых в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс в городской макросотовой среде при запланированном повышении помех в восходящем канале на 3 дБ. Запас помехозащищенности в 3дБ резервируется для компенсации увеличения помех в восходящем канале. В таблицах 1.7 и 1.8 используются значения которые рассматривались в ресурсах линии для приемников и передатчиков.
Таблица 1.7 - Принятые значения для МС
Оконечное устройство ввода данных
Максимальная передаваемая
Коэффициенты усиления антенны
Потери из-за влияния тела
Таблица 1.8 - Принятые значения для БС
Коэффициент усиления антенны
дБн (3-х секторная базовая станция)
Данные в реальном времени при скорости передачи 144 Кбитс: 15 дБ
Данные в нереальном времени при скорости передачи 384 Кбитс: 10 дБ
Потери в фидере (кабеле)
Ресурс линии радиосвязи в таблице 1.9 анализируется для передачи речи со скоростью 122 Кбитс для пользователей находящихся в машине включая потери 80 дБ внутри машины. В этом случае никакого запаса на быстрые замирания не резервируется поскольку при скорости 120 кмчас быстрое управление мощностью не позволяет компенсировать замирания. Полагаем что требуемое EbN0 равно 50 дБ. Требование EbN0 зависит от битовой скорости вида обслуживания профиля многолучевости скорости перемещения МС алгоритмов приемника и структуры антенны БС. Для низких скоростей МС требование к EbN0 является низким но с другой стороны требуется запас на быстрые замирания. Как правило низкие скорости МС являются огранивающим фактором в определении размеров зоны обслуживания из-за требуемого запаса на быстрые замирания. В таблице 1.10 приведен анализ ресурса линии для обслуживания передачи данных в реальном времени со скоростью передачи 144 Кбитс при 80% вероятности обеспечения нахождения абонента внутри здания. Основное различие данных в табл.1.10 по отношению к табл.1.9 состоит в разных выигрышах в отношении сигналшум при обработке сигналов более высокой мощности передачи МС и более низких требованиях к EbN0. К тому же запас 40 дБ резервируется для быстрого управления мощностью чтобы можно было компенсировать замирания при скорости движения 3 кмчас. Здесь допускаются средние потери на проникновение в здание равные 15 дБ.
В таблице 1.11 приводится анализ ресурса радиолинии для обслуживания передачи данных в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс вне помещения. Выигрыш в отношении сигналшум при обработке сигналов ниже чем в предыдущих таблицах из-за более высокой скорости передачи. Кроме того требование EbN0 ниже чем при более низких скоростях передачи. Этот ресурс радиолинии рассматривается при допущении что мягкий хэндовер отсутствует.
Таблица 1.9 - Исходный ресурс радиолинии для передачи речи с помощью кодека AMR со скоростью передачи 122 Кбитс (120 кмчас пользователи в машинах канал типа А для транспортного средства при мягком хэндовере).
Телефонная услуга (передача речи) со скоростью 122Кбитс (120 кмчас в автомобиле)
Максимальная мощность передачи МС [Вт]
Коэффициент усиления антенны МС [дБн]
Потери влияния тела человека [дБ]
Эквивалентная изотропная излучаемая мощность (EIRP) [дБм]
Интенсивность теплового шума [дБмГц]
Коэффициент шума приемника БС [дБ]
Интенсивность шума в приемнике [дБмГц]
Мощность шума в приемнике [дБм]
Запас помехозащищенности[дБ]
Мощность помех в приемнике [дБм]
j=10*log(10^((h+i)10)-^(h10))
Полная мощность: эффективный шум+помехи (дБм)
k=10*log(10^(h10)+ 10^(j10))
Выигрыш в отношении сигналшум при обработке сигналов [дБ]
Требуемое EbN 0 [дБ]
Чувствительность приемника [дБ]
Коэффициент усиления антенны БС[дБн]
Потери в кабеле на БС [дБ]
Запас на быстрое замирание (дБ)
Максимальные потери на трассе [дБ]
Вероятность попадания в зону обслуживания [%]
Постоянная логарифмически нормальных замираний [дБ]
Коэффициент экспоненты модели распространения
Запас на логарифмически нормальные замирания [дБ]
Выигрыш при мягком хэндовере [дБ] мультиячейка
Потери в машине [дБ]
Допускаемые потери на распространение до границ ячейки [дБ]
Таблица 1.10 - Исходный ресурс радиолинии для передачи данных в реальном времени со скоростью 144Кбитс (3 кмчас пользователь внутри здания обслуживается БС находится вне здания канал типа А для транспортного средства при наличии мягкого хэндовера).
Передача данных в реальном времени со скоростью 144 Кбитс
Запас помехозащищенности [дБ]
j=10*log(10^((h+i)10)-10^(h10))
Таблица 1.11 -Исходный ресурс радиолинии для передачи данных в нереальном времени со скоростью 384 Кбитс (3 кмчас пользователь вне помещения транспортное средство канал типа А без мягкого хэндовера).
Передача данных в нереальном времени со скоростью 384Кбитс без мягкого хэндовера
Запас на быстрые замирания (дБ)
Эффективная зона обслуживания WCDMA определяется по средней площади (участка) сайта на узел в км2сайт для заранее определенных стандартной среды распространения и поддерживаемой плотности трафика.
Исходя из вышеуказанных ресурсов радиолинии расстояние до границ ячейки R можно легко вычислить по известной модели распространения например модели Окумура-Хата или модели Уолфиш-Икегами. Модель распространения описывает усредненный вариант распространения сигналов в указанной среде и она позволяет преобразовать максимальные допустимые потери при распространении в дБ в максимальную дальность до границ ячейки в километрах. В качестве примера мы можем взять модель распространения Окумура-Хата для городской макроячейки с высотой антенны БС 30м высотой антенны МС 15 м и частоты несущей 1950 МГц:
L = 1374 + 352 log10(R) (1.5.1)
где L - потери на трассе в дБ и R - расстояние в км. Для пригородных зон мы допускаем использование дополнительного коэффициента коррекции зоны 8дБ и получаем потери на трассе в виде:
L = 1294 + 352 log10(R)(1.5.2)
Согласно уравнению (1.5.2) расстояние до границ ячейки при передаче речи со скоростью 122Кбитс с потерями на трассе 1419 дБ в пригородной зоне показаны в таблице 1.5.3 составит 23км. Расстояние до границ ячейки при скорости передачи 144Кбитс внутри помещения составит 14км. Определив расстояние до ячейки R можно затем получить размеры участка (сайта) которые являются также функцией конфигурации разбиения на секторы. Для ячейки гексагональной формы охватываемой ненаправленной антенной зона обслуживания может быть аппроксимирована как 26R2.
Т.о. размер ячейки полученный в п. 1.4.3. при гарантированной скорости передачи в 32 кбитс R=205 км вполне удовлетворяет по энергетическим параметрам системы.
Зная радиус соты и допустимые потери на распространение определим минимальную допустимую высоту подвеса антенны решая уравнение Хата.
По уравнению Хата определяется максимальная дальность связи обеспечиваемая с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания:
Romax = 10(Wдоп – C)B (км)
В= 449 – 655 ×15 = 35
Romax = 10(133 – С)35 = 205 (км)
Решая это уравнение получим что С=122
С= 6875+2772 g f – 1382 g hбс–(11g f – 07) ×hMS
С= 6875+2772 g 1950– 1382 g hбс –(11g1950 – 07) ×15 = 122
Отсюда hбс=15 минимальная высота подвеса антенны при заданном радиусе соты.
6 Частотно-территориальное планирование
Основным этапом проектирования сетей подвижной радиосвязи и абонентского доступа является этап частотно-территориального планирования входе которого выбираются структура (конфигурация) сети места размещения базовых станций оцениваются вопросы частотного лицензирования рассчитывается возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи разрабатывается частотный план распределения радиоканалов для базовых станций выполняется адаптация планов к условиям территориальных и частотных ограничений проектируемой зоны обслуживания проверяются обеспечение внешней электромагнитной совместимости планируемой системы с РЭС других систем и возможность обеспечения требуемой емкости сети для обслуживания абонентской нагрузки с заданной интенсивностью потерь (отказов в обслуживании) и т. д.
Обобщённая методика поэтапного планирования сетей мобильной связи состоит из трёх этапов:
Обеспечение покрытия (заданной территории с учётом неоднородных условий распространения радиоволн).
Обеспечение обслуживания (с заданным качеством на заданной территории с учётом неоднородного пространственного распределения трафика).
Обеспечение электромагнитной совместимости (всех базовых станций АС внешних РЭС с учётом их размещения характеристик направленности антенн а также частотно-энергетических параметров сигналов и помех).
При планировании сетей мобильной связи 2G как правило на каждом предыдущем этапе удаётся выделить и решить задачи планирования не зависящие от результатов решения задач на следующих этапах. В свою очередь результаты решения задач на следующих этапах. В свою очередь результаты решения задач на предыдущих этапах я вляются исходными для задач решаемых на следующих этапах. (рис. 1.7 а)
Рисунок 1.7 - Особенности решаемых задач на различных этапах планирования сетей 2G3G:
АС – абонентский терминалы; БС – базовые станции; ПРД – передатчик; ПС – пилот сигнал; ЭМС – электромагнитная совместимость; SHO – мягкий хендовер; ULDL – линии вверх вниз.
Планирование сетей мобильной связи 3G отличается сложностью выделения и независимого решения задач на каждом из предыдущих этапов поскольку не только результаты решения задач на предыдущих этапах являются исходными данными для задач на следующих этапах но и наоборот – результаты решения задач на следующих этапах являются исходными данными для задач на предыдущих этапах (рис. 1.7 б)
Минимальное количество базовых станций необходимых для сплошного покрытия территории площадью 425 км2 при регулярной структуре их размещения составляет 32 шт.
Таким образом строится сеть регулярной структуры все базовые станции которой имеют следующие характеристики:
-мощность передатчика 30 Вт;
-высота подвеса антенны 30 м;
-число передатчиков 3 шт.
Результаты полученные в процессе оптимизации сети и составления частотного плана представлены в таблице 1.11.
Радиус зоны обслуживания R км
Используемые кодовые последовательности
Рисунок 1.8 – План расположения базовых станций на карте города
Вывод: Основным этапом проектирования сетей подвижной радиосвязи и абонентского доступа является этап частотно – территориального планирования в ходе которого рассчитали возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи рассчитали радиус соканальных помех разработали частотный план распределения последовательностей для базовых станций выполнили адаптацию планов к условиям территориальных и частотных ограничений проектируемой зоны обслуживания.
7 Выбор оборудования
Основными поставщиками оборудования для сетей 3G в России будут компании Siemens Nokia Alcatel Ericsson Nortel и Huawei. Лидерами рынка оборудования сетей 3g является компания Ericsson за ней следуют Nokia Siemens Alcatel-Lucent Huaweei и Nortel.
В нашем проекте предполагается использовать оборудование поставляемое компанией Ericsson. Компания Эрикссон крупнейший мировой поставщик телекоммуникационного оборудования и профессиональных услуг объявила о получении сертификата соответствия на использование оборудования подсистемы базовых станций для сетей мобильной связи третьего поколения стандарта UMTS с поддержкой технологии HSDPA и HSUPA в Российской Федерации. Согласно полученному сертификату соответствия оборудование подсистемы базовых станций для сетей мобильной связи 3G (включая функциональность HSDPA и HSUPA) производства Эрикссон признано соответствующим установленным требованиям "Правил применения базовых станций и ретрансляторов систем подвижной и радиотелефонной связи стандарта UMTS" утвержденных приказом Миниформсвязи России. Сертификат соответствия охватывает следующее оборудование Эрикссон: контроллер базовых станций RNC 3810 приемно-передающие-базовые станции RBS а также концентратор сети доступа RXI 800-й серии.
Рисунок 1.9 – Элементы сети 3G на базе оборудования Ericsson
CN - Core Network – ядро сети UMTS
RAN - Radio Access Network состоит из RNC и RBS и обеспечивает связь между абонентским оборудованием и ядром сети.
RNC (контроллер радиосети) представляет собой элемент обеспечивающий управление радиоресурсами в UTRAN. Он сопрягается с CN а также реализует протокол RRC (управления радиоресурсами) который определяет сообщения и процедуры между подвижной станцией и UTRAN.
RBS обеспечивает радиоресурсы и управляет приемом и передачей отк абонентского терминала. Будем использовать RBS 3418.
OSS-RC (Operation and Support System Radio Control) - это программное обеспечение для управления сетью RAN. OSS-RC разработан для управления ежедневными операциями и задачами сети. OSS-RC отображает состав сети RAN. На OSS-RC также поступают сигналы об авариях со всех элементов сети RAN.
RXI - концентратор сети доступа используется как агрегатор или хаб.
Рассмотрим более подробно элементы сети
RBS3418 состоит из Main Unit (MU) и от 1 до 6 Remote Radio Units (RRU). Каждый RRU соединяется с MU парой оптических кабелей называемых Optical Interface Link (OIL). MU устанавливается в помещении RRU - на открытом воздухе.
Рисунок 1.10 - Main Unit
Рисунок 1.12 - Antenna System Cables
RBS internal jumper cable
Antenna feeder cable
Feeder jumper cable
- VSWR (voltage ratio of the signal on the transmission line) передается по ветви A
- DC Сопротивление обеспечивается ветвью B
Рисунок 1.14 – Соединение MU с RRU
RNC 3810 ( c поддерживаемой пропускной способностью Iub 175 Mbps).
RNC имеет следующие интерфейсы:
ATM Transport on Ch. STM-1
ATM Transport on E1T1J1
ATM Transport on STM-1VC4OC-3c
IP Transport on Gb Ethernet
Устанавливаемый RNC3810 имеет следующие особенности:
RNC 3810 управляет различными типами БС также как и изменяющимся во времени трафиком составленным из пакетных и голосовых сервисов.в шаблоне трафика обрабатываются автоматически.
Исправление и модернизация ПО расширение элементов также как и замена hardware может быть выполнено во время нормальной работы без влияния на трафик или с минимальным влиянием.
резервирование: RNC 3810 разработан с резервированием всей аппаратной части (HW);
замена в процессе эксплуатации: HW платы могут быть заменены иили добавлены в процессе эксплуатации;
Параметры источника питания для RNC3810:
- номинальное напряжение: -48V DC
группирует трафик к RNC
обеспечивает функциональность и поддержку требуемую транспортным уровнем в сети RAN
Обеспечивает сетевую синхронизацию
Обеспечивает функции управления O&M и OSS
8 Проектирование транспортной системы передачи
Согласно произведенному расчету нагрузки максимальная пропускная способность каждой базовой станции 14 Мбитс. Всего имеем 32 БС обсуживаемые одним контроллером RNC 3810. БС соединяются с контроллером через концентратор сети RXI. Согласно технической документации оборудование контроллер RNC 3810 и концентратором RXI имеют интерфейсы E1 STM-1 Gb Ethernet.
Согласно технической документации оборудование RXI 800 серии имеет интерфейсы 8 E1 2 STM-1 8 Fast и 1Gb Ethernet. Наиболее рациональным будет спроектировать сеть SDH и подвести информацию с БС потоками STM-1 и соединить RXI с RNC по Gb Ethernet или 8 Fast Ethernet.
Мбитс х 32БС = 448 Мбитс поступает с БС на RXI. Нам понадобится 2 RXI.
Значит к RXI может подходить до 4х потоков STM-1.
Будем использовать топологию звезда объединяя по 32БС4 = 8 БС в кольца.
Теперь нам необходимо подобрать оборудование SDH на котором построим транспортную сеть. Мультиплексор должен иметь пропускную способность 155 Мбитc и более 2х интерфейсов STM-1. Из недорогих и зарекомендовавших себя на российском рынке являются мультиплексоры фирмы Lucent а именно мультиплексор LucentWaveStar AM-1.
Рисунок 1.15– Внешний вид мультиплексора LucentWaveStar AM-1
Рисунок 1.16– Архитектура мультиплексора LucentWaveStar AM-1
Широкий набор предоставляемых пользователю интерфейсов (E1 E3 STM-1 X.21 10100 BaseT) значительно расширяет егообласть применения. Данное оборудование легко устанавливается внастенных иуличных шкафах встойках влюбых помещениях операторов связи ипредприятий.
С егопомощью возможно создание городских и местных транспортных сетей уровня STM-1STM-4 выносы цифровых потоков оттранспортной магистрали илиоборудования коммутации организация транспортной инфраструктуры сети вмобильной связи.
Он используется вкачестве мультиплексора вводавывода илиоконечного мультиплексора. Обладает встроенными функциями кросс-коммутации идопускает установку одной дополнительной платы.
- AC илиDC 1xS -1.1 +16 E1
- AC илиDC 2xS -1.1 +16 E1
- AC илиDC 2xS -4.1 +16 E1
- AC илиDC 2xL -4.2 +16 E1
Применение всетях мобильной связи WaveStar AM1+ заслуживает интереса в качестве оборудования вкольцевой сети дляобслуживания базовых станций сотовой связи. Сеть SDH позволяет повышать уровень резервирования линий связи.
Мы будем использовать модель DC 2xS -1.1 +16 E1.
Для соединения мультиплексоров между собой надо подобрать оптоволоконный кабель.
При проектировании оптических цифровых линий передачи необходимо принять оптимальные решения по выбору типа оптического кабеля. Выбор ОК для проектируемой ВОЛС осуществляется исходя из следующих требований:
)число ОВ в ОК и их тип определяются требуемой пропускной способностью с учетом развития сети на период 15-20 лет выбранной системой передачи (транспортной системой) схемой организации линейного тракта (однокабельная однополосная) и с учетом резервирования.
)Затухание и дисперсия ОВ в ОК зависящее от излучения должны обеспечить заданную (максимальную) длину регенерационного участка и высокую экономичность.
)Защитные покровы и силовые элементы ОК должны обеспечить необходимую защиту ОВ от механических повреждений и воздействий достаточную для надежной работы ОК.
)Кабель должен быть с малым затуханием достаточной лёгкости и за приемлемый отрезок времени сращиваться в муфтах ОК и соединяться с помощью разъемов в полевых условиях.
)Механические и электрические свойства ОК должны соответствовать их конкретному применению и условиями окружающей среды включая стойкость к воздействию статических и динамических нагрузок влаге содержанию ОК под избыточным воздушным давлением для обеспечения достаточной надежности работы в течение проектируемого срока эксплуатации ОК.
)Отдельные световоды в кабеле должны быть различимы для их идентификации [Л.1.2].
В таблице 1.13 –Характеристики для портов оборудования SDH
Экономически выгоднее при строительстве трассы проложить больше (по количеству ОВ) кабеля чем в последствии производить дополнительную прокладку кабеля. Исходя из этого будем прокладывать 16-ти волоконный оптический кабель.
Остановим свой выбор на кабелях отечественного производства предназначенных для прокладки в легких грунтах по мостам и эстакадам кабельной канализации работающих на длинных волнах 13155 мкм и километрическим затуханиемдисперсия не более 04418 соответсвенно следующих марок:
Исходяиз экономических соображений учитывая городские условия прокладки кабеля и рекомендации выбираем кабель ОКЛ-022-16 - одномодовое волокно с дисперсией оптимизированной на длине волны 1310 нм.
Кабель ОКЛ предназначен для магистральных зоновых и городских сетей связи. Прокладывается ручным и механизированным способами в кабельной канализации трубах и блоках. При опасности затопления и опасности повреждения грызунами прокладывается в защитных трубах. Внутри зданий кабелепроводах кабельростах коллекторах и на мостах прокладывается кабель с оболочкой из негорючего материала. Водонепроницаем по IEC 794-1-F5 [Л.1.3].
Основные характеристики кабеля ОКЛ-022-16 указаны в таблице 1.15 и таблице 1.16 [Л.1.3].
Таблица 1.15 Конструкция кабеля ОКЛ-022-16
Оптические волокна по ITU-T G.652 и G.651от 4 до 144 шт.
полибутилентерефталат (ПБТ)
Центральный силовой элемент
стеклопластик или стальной трос в полиэтиленовой оболочке
Заполняющий компаунд модуля
Заполняющий компаунд сердечника
гидрофобный заполнитель
капроновые нити и пленка ПЭТ-Э
Упрочняющий слой (1 и более)
арамидные нити типа "Тварон" или "Кевлар" (могут отсутствовать)
полиэтилен или ПВХ толщиной - 20 мм
Таблица 1.16 - Эксплуатационные характеристики кабеля
эксплуатация -40oС до + 60oС
хранение -40oС до + 60oС
прокладка монтаж -10oС до +50oС
0 мм циклический при нормальных условиях
0 мм разовый при t = - 30oС t = +60oС
0 мм при образовании петли
0 мм при монтаже и эксплуатации
Строительная длина - 2-6 км
Максимальная длина - 7 км
α = 0.36 дБкм (для 1310 нм) – коэффициент затухания
sн ≤ 3.5 пс(нм км) – дисперсия.
Соединительные линии между узлами организуются по оптическим волокнам (кабель ОКЛ-022-16). Оптические волокна прокладываются до существующих оптических боксов. Организация связей от шкафов до оптических боксов осуществляется с помощью двух патч-кордов (приемпередача) для каждого направления.
Выбираем патч-корд FС-FC симплексный - отрезок оптического кабеля с одним волокном (в буферном покрытии 3 мм) оконцованный оптическим коннектором FС с одного конца и FC с другого. Он предназначен для соединения между различными активными сетевыми устройствами между сетевым устройством и оптическим распределительным узлом внутри оптического соединительного узла или кросса [Л. 1.3].
Прокладка патч-кордов FС-FC от мультиплексоров до оптического бокса осуществляется в гофрированной гибкой трубе по существующим металлоконструкциям.
Оптические характеристики патч-кордов (при 23ºС λ=1310±10нм):
Вносимые потери (Insert
Установленные коннекторы пронумерованы. Диаметр буферного покрытия кабеля - 3 мм. Выпускаются патч-корды длиной 2 3 4 10 20 40 метров.
Таблица 1.17– Исходные данные для расчета распределения энергетического потенциала по длине ВОЛП
Уровень мощности передачи оптического сигнала
Минимальный уровень приема
Энергетический потенциал ВОСП
Длина максимального участка линии связи
Количество разъемных соединений на РУ
Затухание оптического сигнала на разъемных соединениях
Затухание оптического сигнала на неразъемном соединении
Коэффициент затухания ОВ
Рассчитаем уровень приема считая максимальным расстоянием между БС 4 км. Уровень передачи оптического сигнала Pпер = -8дБм.
Уровень сигнала после первого разъемного соединения:
Pp1 = Pпер - Ар= -8-05= -85дБм
Уровень сигнала после второго разъемного соединения (станционного оптического кабеля и линейного ОК):
Pp2 = Pпер- αпатч - Ар= -85 -02-05= -92 дБм
где αпатч = 02 дБм - потери вносимые патч-кордом (станционным оптическим кабелем)
Уровень сигнала на позиции 4 км (3е разъемное соединение):
Pн1 = Pр2 - Icαн - Ан= -92-4х036-05= -1114 дБм
Уровень сигнала после 4-го разъемного соединения с учетом потерь вносимых патч-кордом:
Pp4 = Pр3 - αпатч - Ар= -1114-02-05= -1184 дБм
Для оптических СП должно выполняться:
Условие выполняется. Запас 1616 дБм.
Значит мы выбрали подходящий мультиплексор и подходящий оптоволоконный кабель.
Согласно расчету нагрузки и плану размещения базовых станции на карте города имеем 32 RBS 3418 подключаемых к RNC 3810 через два RXI. RNC обеспечивает управление радиоресурсами в UTRAN и сопрягается с CN. В качестве транспортной сети – берется сеть SDH STM-1 уровня построенная на мультиплексорах Lucent WaveStar AM-1. Топология сети – 4х конечная звезда по 8 БС в каждой ветви. Рассчитаем протяженность транспортной сети:
Таблица 1.18 - Протяженность транспортной сети
Протяженность транспортной сети – 1169 км
Таким образом схема организации связи находится в приложении.
10 - Разработка плана размещения оборудования БС
Данный пункт отражает вопросы установки оборудования БС на одном из узлов проектируемой сети. На остальные узлах размещение оборудования может быть выполнено аналогичным образом.
Требования предъявляемые к помещениям для размещения оборудования
При проектировании помещений узлов связи необходимо руководствоваться следующими документами:
- РД 45.120-2000. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети;
- ВСН 332-93. Инструкция по проектированию электроустановок
предприятии и сооружений электросвязи проводного вещания радиовещания и телевидения;
- ПОТ РО-45-005-95. Правила по охране труда при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания (радиофикации);
- ПОТ РО-45-007-96. Правила техники безопасности при работах на телефонных станциях и телеграфах;
- ВСН 45.122-77. Инструкция по проектированию искусственного освещения предприятий связи;
- ВСН 116-93. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи;
- ГОСТ 464-79. Заземление для стационарных установок проводной связи радиорелейных станций радиотрансляционных узлов и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;
- СНиП 21-01-97. Противопожарная безопасность зданий и сооружений
- СНиП 2.09.02-85. Производственные здания;
Требования к помещениям с оборудованием определяются паспортными требованиями аппаратуры к параметрам окружающей среды и нормативными документами.
Условия эксплуатации
- Аппаратура должна быть рассчитана на работу в отапливаемых обслуживаемых и необслуживаемых станционных помещениях с температурой от 5°С до 40°С относительной влажности воздуха не выше 85 % при 30°С и атмосферном давлении не ниже 60 кПа (450 мм рт. ст.).
- Аппаратура предназначена для круглосуточной непрерывной эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала и проведения профилактических работ. Замена поврежденных блоков не содержащих элементов эксплуатационной настройки должна выполняться без регулировки аппаратуры.
Состав проектируемого оборудования БС определен в соответствии со схемой организации связи.
Проектируемое оборудование в составе:
- Main Unit RBS 3418 (4U)
- источник питания ИБЭП-22048(60)-60 (6U)
- коммутационная панель Connection Field (CF) (2U)
- мультиплексор LucentWaveStar AM-1 (2U)
- оптический кросс ODF (1U)
устанавливаются в 19” стойку которая размещается в существующем помещении удовлетворяющем вышеуказанным требованиям.
План размещения оборудования узла BS приведен на рис 1.17. «План размещения оборудования БС». Фасад стойки показан на рис. 1.18.
Рисунок 1.17 – План размещения оборудования БС
Рисунок 1.18 - Фасад стойки оборудования БС
Так как RBS у нас являются 3х секторными то нам потребуется 3 RRU.
Вариант размещения RRU и антенны WCDMA показаны на рис.1.19
Проектом предусматривается использование существующей на объектах инженерной инфраструктуры (вентиляция теплоснабжение водоснабжение канализация электроосвещение и первичные источники электропитания).
Цифровые потоки STM-1 от мультиплексора выводятся на проектируемый оптический цифровой кросс ODF. Для прокладки оптических кабелей от телекоммуникационной стойки устанавливается кабельрост. Питание для ИБЭП берется от существующего щита.
Подача защитного заземления выполняется с шины заземления расположенной в аппаратной.
Пожарная безопасность во всех помещениях в которых запроектирована установка оборудования обеспечивается существующими средствами пожаротушения объектов. В соответствии с ВСН 333-93 "Проводные средства связи и почтовая связь. Производственные здания» здания АТС при количестве этажей до шести относятся ко II-ой категории по степени огнестойкости. Установка проектируемого оборудования не изменяет категории помещений по взрыво- и пожароопасности.
В качестве профилактических мер по предупреждению пожаров на станционных сооружениях в проекте предусматривается выбор кабелей рекомендованных для прокладки в помещениях.
К обслуживанию оборудования сети передачи данных допускаются лица имеющие группу электробезопасности не ниже III.
Свободные концы патч-кордов оптических и контакторов оборудования должны быть закрыты специальными защитными колпачками.
Работы по монтажу (и демонтажу) изделий связанных с опасностью засорения или ожога глаз следует производить в защитных очках.
При использовании переносных измерительных приборов необходимо соблюдать требования безопасности изложенные в разделе 9 ПОТ РО 45-007-96.
Средства защиты применяемые для предотвращения или уменьшения воздействий опасных и вредных производственных факторов возникающих при электромонтажных работах должны соответствовать ГОСТ 12.4.011-89.
Во время монтажа не допускается загромождать проходы материалами неиспользуемым оборудованием.
Все работы связанные с измерениями переносными приборами должны выполняться бригадой состоящей не менее чем из двух человек один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III.
Металлические корпуса измерительных приборов должны быть заземлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0. При этом заземление должно быть осуществлено до начала работы приборов а снято после окончания работы приборов.
Подключение и отключение переносных приборов не требующих разрыва первичной электрической цепи допускается под напряжением при условии применения проводов с высокой электрической изоляцией и специальных изолирующих наконечников. Размер изолирующей рукоятки должен быть не менее 200мм.
В аппаратуре приняты необходимые меры по обеспечению бесопасности персонала при монтаже испытаниях и в процессе эксплуатации аппаратуры в отношении механических травм поражения электирическим током и лазерным излучением. Безопасность обеспечивается рациональной конструкцией и режимами функционирования аппаратуры а также предупреждающими надписями и инструкциями укахывающими правильные методы работы. Вводы питания и предохранители закрыты от случайного касания. Предохранители имеют маркировку с указанием номинального тока.
В данном дипломном проекте решается задача строительства сети 3G в г. Казани. В режиме эксплуатации данная сеть не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала в технологическом помещении. В операторской находится рабочее место оператора связи по обслуживанию транспортной сети оборудованное двумя персональными компьютерами с мониторами принтером.
При организации рабочего места должны учитываться следующие требования:
-достаточное рабочее пространство позволяющее человеку осуществлять необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании;
-оптимальное размещение оборудования;
-необходимое естественное и искусственное освещение;
-наличие необходимых средств защиты работающего персонала от воздействия вредных и опасных производственных факторов.
Большую часть своего рабочего времени персонал проводит за ЭВМ. Необходимо помнить что длительная работа за компьютером приводит к возникновению различных заболеваний. Например наблюдается быстрая утомляемость глаз головные боли раздражительность нарушение сна усталость боли в пояснице запястье и шее. Основным источником этих проблем является дисплей с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) которая представляет собой источник наиболее вредных излучений неблагоприятно влияющих на здоровье оператора.
Защита от электромагнитного воздействия ЭЛТ обеспечивается специальными экранами с электропроводящей поверхностью. В конструкции этих экранов предусмотрена возможность заземления электропроводящей поверхности которая защищает от электромагнитных воздействий.
Для устранения бликов от осветительных приборов или естественного света на экране дисплея используются защитные фильтры. Зрение оператора больше всего страдает от изменения яркости монитора недостаточной контрастности изображения посторонних бликов и близкого расположения от экрана монитора. Защитный экран уменьшает общую яркость монитора в тоже время детали изображения с малой яркостью остаются хорошо видимыми так как общая контрастность увеличивается снижается внешняя освещенность экрана устраняются блики.
Постоянный шум приводит к быстрой утомляемости головной боли бессоннице нервозности ослабляет внимание. Необходимо чтобы уровень шума в помещениях не превышал допустимых пределов звукового давления на рабочих местах. Снижение шума достигается следующими методами:
-уменьшение шума в источнике;
-акустическая обработка помещений;
-уменьшение шума на пути его распространения;
-рациональная планировка помещения.
Важную роль играет планировка рабочего места которая должна способствовать удобству выполнения работ экономии электроэнергии и времени оператора удобству обслуживания ЭВМ и отвечать правилам охраны труда.
Рабочее место оператора должно отвечать определенным эргономическим и техническим требованиям обеспечивать максимальную комфортность условий работы за компьютером способствовать сохранению работоспособности и хорошего самочувствия в течение дня.
Специалисты в области эргономики считают что для большинства людей комфортабельным рабочим местом является такое которое можно приспособить не менее чем для двух позиций при этом положение кресла дисплея клавиатуры манипулятора «мышь» и т.д. а также их качество должны каждый раз соответствовать выполняемой работе.
Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности при организации рабочего места оператора ЭВМ должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.
Эргономическими аспектами проектирования рабочих мест с ЭВМ в частности являются: высота рабочей поверхности размеры пространства для ног требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов возможность различного размещения документов расстояние от глаз пользователя до экрана документа клавиатуры и т.д.) характеристики рабочего кресла требования к поверхности рабочего стола регулируемость элементов рабочего места.
Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.
Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов средств труда и документации. То что требуется для выполнения работ чаще расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.
Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна быть в пределах 680-800мм. При отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725мм.
Модульными размерами (рис.3.1) рабочей поверхности стола для ПЭВМ на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры следует считать: ширину 800 1200 1400мм глубину 800 и 1000мм при нерегулируемой высоте равной 725мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600мм шириной – не менее 500мм глубиной на уровне колен – не менее 450мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650мм.
Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки а также – расстоянию спинки до переднего края сиденья.
Рис.3.1 - Оптимальные параметры рабочего места оператора ЭВМ
Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног имеющей ширину не менее 300мм глубину не менее 400мм регулировку по высоте в пределах 150мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10мм.
Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300мм от края обращенного к пользователю или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности отделенной от основной столешницы. Важно правильно подобрать положение монитора и клавиатуры по высоте. При неудобном положении монитора могут возникать головные боли из-за напряжения мышц шеи и спины. Есть довольно простое правило: верхний край монитора должен находиться примерно на уровне глаз а угол между этим уровнем и центром экрана должен составлять 15 градусов. Проще всего подобрать соотношение положения глаз и монитора регулировкой высоты кресла.
Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда так и для повышения его привлекательности положительно влияющей на производительность труда.
При работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой головные боли раздражительность нарушение сна усталость и болезненные ощущения в глазах в пояснице в области шеи и руках.
Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры влажности и скорости движения воздуха а также температуры окружающих поверхностей. По этой причине указанные характеристики приняты в качестве нормируемых параметров микроклимата.
Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие сочетания параметров микроклимата которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции создают ощущение теплового комфорта и способствуют поддержанию высокого уровня работоспособности.
Допустимыми условиями считаются такие параметры микроклимата которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции не выходящих за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений здоровья но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения и понижение работоспособности.
Поэтому в производственных помещениях должны обеспечиваться по возможности оптимальные параметры микроклимата.
Нормирование параметров микроклиматических условий осуществляется согласно СниП 2.04.05–68 в зависимости от категории работы. Существует 3 категории работ в зависимости от энергозатрат организма
Работа в диспетчерской относится к категории Ia – легкая физическая работа – производится сидя и не требует физического напряжения. Оптимальные и допустимые параметры микроклимата для этой категории работ в теплый и холодный период года приведены в таблице 3.1
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата
Для рационального освещения необходимо выполнение следующих условий:
- постоянная освещенность рабочих поверхностей во времени (колебание напряжения в сети не должны превышать 4% и выходить за пределы установленных норм);
- достаточная и равномерно распределенная яркость освещаемых рабочих поверхностей;
- отсутствие резких контрастов между яркостью рабочей поверхности и окружающего пространства;
- отсутствие резких и глубоких теней на рабочих поверхностях и на полу в проходах что достигается правильным расположением светильников а также увеличением отражения света от потолка и стен помещения и освещаемых рабочих поверхностей.
На предприятиях связи для освещения производственного помещения применяется общее освещение с равномерным (симметричным) размещением ламп.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей вынос потенциала разряд молнии и т. п.).
Эквивалентом земли может быть вода реки или моря каменный уголь в карьерном залегании и т. п.
Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Защитное заземление следует отличать от других видов заземления например рабочего заземления и заземления молниезащиты.
Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи например нейтральных точек обмоток генераторов силовых и измерительных трансформаторов дугогасящих аппаратов реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители разрядники резисторы и т. п.
Заземление молниезащиты — преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.
Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя) а также путем выравнивания потенциалов основания на котором стоит человек и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания на котором стоит человек до значения близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
Для контура заземления будем использовать стальные стержни диаметром 20 мм длиной 1 м заглубленные на 05 м. Полоса связи - стальная ширина полосы 20 мм. Почва - суглинок.
Расчет производится в следующем порядке:
Определяется норма сопротивления заземления Rн = 10 Ом т.к. напряжение питания до 1000В мощность до 100 кВА.
Определяем расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления приближенно по табл. 2 [Л.3.2 таб. 2]. Для суглинка ρ = 1102 Ом м2.
Выбираем схему размещения заземлителей на плане показанную на рисунке 24.
Рис3.2. Схема размещения заземлителей.
Число заземлителей выбираем 10 расстояние между ними (длина соединительных полос) - 2 м. Находим по табл. 4 [Л.3.2 таб. 4] коэффициент использования вертикальных заземлителей в=072; по табл. 5 [Л.3.17 таб. 5] коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя г = 075.
Определяем расчетное сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле приведенной в табл. 3 [Л.3.2 таб. 3]:
Здесь: ρ - удельное сопротивление грунта 0м·м;
t - глубина заложения заземлителя;
а - длина соединительной полосы;
ro - радиус трубы (рис. ).
Рис.3.3 Внешний вид и размеры заземлителя (а) и соединительной полосы (б).
Определяем сопротивление соединительных полос Rг без учета коэффициента использования по формуле:
l1=а(n-1) = 2(10-1) = 18м
Определяем сопротивление полученного контура:
Проверяем условие R Rн: R = 984 10 Ом. Так как сопротивление рассчитанного контура незначительно меньше установленной величины (10 Ом) то данный контур удовлетворяет нашим условиям.
Техносфера которая создана человеком для защиты от внешних опасностей по мере эволюции пр-ва сама становится источником опасности. Необходимо предусматривать ряд мер для защиты от них а также научится прогнозировать появление такого рода опасностей.
Переход от примитивного оборудования безопасность при эксплуатации которого решалась в рамках охраны труда к автоматизированным системам управления производственными процессами предусматривает создание теории безопасности которое базируется на дисциплинах: экология охрана труда математика физика специальные дисциплины.
В решении вопросов теории чрезвычайных ситуаций в свое время находилась космонавтика.
Классификация и общие характеристики чрезвычайных ситуаций
Чрезвычайная ситуация — внешне неожиданная внезапно возникающая обстановка которая характеризуется резким нарушением установившегося процесса оказывающая значительное отрицательное влияние на жизнедеятельность людей функционирование экономики социальную сферу и окружающую среду.
Условия возникновения ЧС
Наличие потенциальных опасного и вредного производственных факторов при развитии тех или иных процессов.
Действие факторов риска
высвобождение энергии в тех или иных процессах;
наличие токсичных биологически активных компонентов в процессах и т.д.
Размещение населения а также среды обитания.
этап. Стадия накопления тех или иных видов дефекта. Продолжительность: несколько секунд — десятки лет.
этап. Инициирование ЧС.
этап.Процесс развития ЧС в результате которого происходит высвобождение факторов риска.
этап.Стадия затухания. Продолжительность: несколько секунд — десятки лет.
Общий анализ опасностей
Любой производственный комплекс или технологическая система состоит из таких элементов как различные виды оборудования материалы обслуживающий персонал окружающая производственная среда. Опасные состояния вызываются одним или несколькими элементами приводящими к отказам в системе. В анализе опасностей можно выделить три этапа:
) идентификация опасностей;
) логические процедуры формулирования различных вариантов решений и мероприятий;
) выбор наилучшего решения для обеспечения безопасности.
Стадия идентификации опасностей выполняется на основе качественного анализа. Первый шаг к ликвидации опасностей - их выявление. Анализ включает: определение потенциальных источников опасности которые могут вызвать аварии например при новой технологии; выявление опасностей которые маловероятны но могут привести с серьезным последствиям; устранение из рассмотрения опасностей которые практически несущественны. Оценка каждой опасности включает изучение вероятности ее появления а также серьезности травм или повреждений к которым может привести авария. Прежде всего должны устраняться серьезные опасности. Качественный анализ выявления опасностей включает их ранжирование по четырем разделам: серьезность вероятность затраты действия.
Детальный анализ опасностей
В настоящее время существует несколько методов анализа опасностей и степени риска. Один из них называется методом структурных схем. По этому методу изучаемый объект представляется в виде системы элементов для которых определяется количественная мера вероятности отказов. Используются приемы и понятия теории надежности (параллельная и последовательная схема соединения резервирование и др.) и для этих схем определяются показатели надежности. Структурные схемы применяются для расчета вероятности отказов при условии что в каждом элементе одновременно возможен только один независимый отказ. Подобные ограничения вызвали появления других методов анализа имеющих преимущества в том что позволяют оценивать не только надежность но и безопасность. Они учитывают не только отказы технических устройств но и ошибки в действиях человека-оператора масштаб и последствия опасности.
Анализ с помощью дерева событий применяется для определения основных последовательностей и альтернативных результатов отказов но не пригоден для параллельных схем соединений элементов.
Анализ последствий по видам отказов ориентирован в основном на аппаратуру и оборудование и не учитывает сочетания отказов и человеческого фактора.
Наиболее перспективным является анализ с помощью дерева отказов. Этот метод
имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:
- четкая ориентация на отыскание отказов выходов из строя;
- учет отказов оборудования и человеческого фактора (ошибки неправильны решения нарушение технологий и др.) в общей системе "человек-машина";
- наличие графического материала дает большую наглядность что позволяет проникнуть в процесс работы системы и поочередно детально анализировать отдельные элементы системы и отдельные отказы;
- возможность эффективного качественного и количественного анализа риска.
Методика построения дерева отказов (этап качественного анализа).
Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа включающих несколько процедур. Процесс синтеза включает:
Определяется наиболее общий уровень на котором должны быть рассмотрены все события являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы(например взрывы загорания поражения электротоком выброс токсичных веществ и др.).
События разделяются на группы которые формируются по некоторым общим признакам например по одинаковым причинам возникновения (организационные технические причины; среди технических могут быть неисправности электрических гидравлических систем и т.д.).
Используя общие признаки выделяется одно событие к которому приводят все события каждой группы. Это событие будет головным и должно рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов. В последующем такие деревья отказов по отдельным группам будут соединяться логическими операциями в общее дерево отказов.
Процесс анализа производится в обратной последовательности методом дедукции по схеме "сверху-вниз" и включает следующие процедуры.
Выбирается головное событие которое должно быть предотвращено. В одной системе могут рассматриваться несколько головных событий являющихся вершинами различных групп событий.
Определяются все первичные и вторичные события которые могут вызвать головное событие.
Определяются отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций "И" и "ИЛИ".
Определяются исходные величины необходимые для дальнейшего анализа каждого из событий выявленных на этапе 2 и 3. Для каждого вызывающего события повторяются этапы 2 и 3 при этом термин "головное событие" теперь будет относиться к данному событию-причине которое продолжают анализировать.
Продолжают этапы 234 до тех пор пока либо все события не выразятся через основные события либо нецелесообразно дальнейшее дробление из-за незначительности события отсутствия данных и т.п.
Представляют события в виде диаграммы используя символы и условные операторы "И" и "ИЛИ". Обычно для каждой системы необходимо строить несколько деревьев отказов для различных категорий головных событий имеющих разные последствия по серьезности. Ниже рассмотрим пример построения дерева отказов.
Рисунок 3.4. Дерево отказов
Методика построения дерева отказов.
Цель количественного анализа состоит в определении величины риска наступления нежелательного события оценки эффективности различных мероприятий направленных на уменьшение риска и выбор альтернативных решений по отношению "затраты - степень безопасности". Количественный анализ заключается в определении вероятности завершающего головного события исходя из вероятностей начальных исходных событий. Количественную меру исходных событий выбирают из имеющейся статистики о надежности элементов технических систем об отказах. Что касается неправильных действий и ошибок человека-оператора то количественную меру ошибок выбирают исходя из анализа происшедших случаев травматизма аварий и т.д. количественную меру тех или иных исходных событий можно получить и из статистики подобных или таких событий путем анализа схожих ситуаций проведением экспертных оценок.
Определив вероятность реализации первичных событий проводят вычисление вероятности наступления завершающего события по всем самостоятельным ветвям.
Для статически независимых событий при логической схеме "ИЛИ" вероятность появления завершающего выходного события в общем случае имеет вид [3.3]:
где РО - вероятность реализации выходного события Pi - вероятность появления 1-го входного события п - число входов.
Если имеется схема с двумя входами: а и b - статистически независимые события то вероятность появления выходного события имеет вид:
РО = Р(а)+Р(Ъ)-Р(а)Р(Ь)
Если произведение Р(а)Р(Ь) очень мало то полученное выражение можно записать [3.3]:
В случае схемы "ИЛИ" с п входами можно использовать приближенное соотношение:
PO=P(a)+P(b)+P(c)+.. .+P(n)
Это приближенное выражение дает хорошие результаты если вероятности появления элементарных событий Р(а)Р(Ь)Р(с) очень малы и дает точный результат если события аЬс являются несовместимыми.
В случае схемы "И" для n статистически независимых входных событий вероятность появления выходного события определяется по правилу умножения вероятностей [13]:
Таким образом используя соотношения для дерева отказов любой протяженности можно вычислить вероятность наступления головного события исходя из имеющейся вероятности первичных событий. Определим количественную меру безопасности (опасности) с использованием дерева отказов на следующем примере.
Для начала зададим следующие значения: Р1=001
Вычисляем: РЗ=Р1+Р2=001+0001=0011
Р6=Р4+Р5=0001+01=0101
Р7=РЗ+Р6=0011+0101=0112
РО=Р7*Р8*Р9*Р10=0112*01*0001*1=112*10-5
Итог: вероятность поражения человека электрическим током в случае попадания напряжения на рабочее место в нашем случае равна 112*10-5.
Путем повышения качества обучения человека правилам ТБ и поведения в чрезвычайных ситуациях риск поражения электрическим током можно уменьшить:
Р6=Р4+Р5=0001 +005=0051
Р7=РЗ+Р6=0011+0051=0062
РО=Р7*Р8*Р9*Р10=0062*005*0001*1=31*10-6
В рассмотренном случае головным событием является поражение человека электрическим током. Реализация этого события возможна при совпадении следующих событий - рабочее место находится под напряжением "И" человек находится на рабочем месте «И» произошла чрезвычайная ситуация "И" поведение человека в этой ситуации ошибочно.
Сама чрезвычайная ситуация может возникнуть при реализации любого из следующих событий: отсутствие защитного заземления или нарушение инструкции по ТБ.
При проведении оценки возможности реализации головного события необходимо учитывать квалификацию человека находящегося на рабочем месте его жизненный опыт его психологическое состояние и состояние его здоровья при выполнении работ на высоте. От этих факторов зависит степень реализации событий дерева отказов связанных с действиями человека (ошибочное поведение в чрезвычайной ситуации нарушение правил ТБ отсутствие или неправильное использование СИЗ).
Мероприятия по защите от поражения электрическим током
Безопасность электроустановок обеспечивается следующими мерами защиты:
недоступностью токоведущих частей
защитным заземлением
выравниванием потенциалов
автоматическим отключением
предупредительной сигнализацией надписями и плакатами.
Электрическая изоляция выполняется из диэлектриков -резины и полимерных материалов. Повреждение изоляции является основной причиной поражения электрическим током. Для проверки надежности изоляции используется прибор мегомметр. Проверка электрического сопротивления изоляции должна проводится не реже 1 раза в год в помещениях без повышенной опасности в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не реже двух раз в год. Если сопротивление изоляции снижается на 50% от первоначальной величины необходима ее замена.
Изоляция силовой и осветительной электропроводки считается достаточной если ее сопротивление между проводом каждой фазы и землей или между разными фазами составляет не менее 05 МОм.
Недоступность токоведущих частей обеспечивается установкой защитного ограждения в виде шкафов кожухов ящиков из металла. Для этой цели может применяться также различного вида блокировки которые обеспечивают автоматическое снятие напряжения со всех элементов электроустановки при ошибочных действиях оператора.
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей оборудования которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления состоит в устранении опасности поражения электрическим током при появлении случайного напряжения на деталях электрооборудования в момент замыкания на корпус токоведущих частей. Защитное заземление снижает напряжение прикосновения и шага до безопасных значений что обеспечивается меньшим значением электрического сопротивления.
Защитное зануление применяется в 3-фазных 4-проводных сетях с заземленной нейгралью. Оно заключается в преднамеренном электрическом соединении нетоковедущих частей оборудования которые могут оказаться под напряжением с нулевым проводом. При этом в случае пробоя на корпус т.е. замыкании между фазным и нулевым проводом протекающие большие токи выводят из строя плавкие предохранители или вызывают срабатывание автоматов отключающих электроустановку
Выравнивание потенциалов применяется в помещениях с повышенной электроопасностью для снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи к которым возможно одновременное прикосновение человека или животного. По мере удаления от заземленных частей потенциал поверхности земли будет уменьшаться опасность поражения будет возрастать с целью снижения этой опасности металлические детали (стойла транспортеры трубопроводы) соединяются со стальной полосой уложенной по полу.
Автоматическое отключение - быстродействующая релейная защита обеспечивающая отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током. Она применяется в первую очередь в передвижных электроустановках где трудно обеспечить защитное заземление.
Предупредительная сигнализация - мигающие или постоянно горящие лампочки сигнализирующие о наличии на установке или в сети электрического тока. Это также предупредительные знаки: «Осторожно! Электрический ток!» таблички-указатели с надписями: «Не включать - работают люди!» «Опасно - высокое напряжение!» «Не влезай - убьет!»
1Бабкин Г.Д. и др. Безопасность работы операторов ПЭВМ: Метод. указания.– Казань 1999.–28 с.
2Расчет заземляющего устройства. Методические указания к дипломному проектированию. Казань: КАИ им. Туполева 1990 24стр.
3Романовский В. В. « Инженерный анализ безопасности оборудования и оценка риска с использованием «дерева – отказов»». Методическое указание к выполнению дипломного проекта. – Казань: КГТУ.
Определение экономической эффективности дипломного проекта
Целью данного дипломного проекта является проектирование сети связи 3G в г. Казани.
Далее приведем расчет затрат на проектирование внедрение эксплуатацию и расчет окупаемости проекта. Для расчета срока окупаемости и экономической эффективности разработанной сети необходимо разработать тарифные планы и предусмотреть степень подключаемости абонентов к сети т.е. поступление платежей. Но это предполагает проведение маркетинговых исследований в сфере рынка операторов сотовой связи и разработки полного бизнес-плана. Поэтому расчет в рамках дипломного проекта будем вести в укрупненных расчетах.
Маркетинговые исследования – наиболее действенный инструмент для получения обратной связи с рынком. Маркетинговые исследования позволяют предприятию комплексно подойти к выработке маркетинговой стратегии. Используя инструменты маркетинга и результаты маркетинговых исследований мы производили такие работы как:
поиск способов увеличения объемов продаж;
формирование дистрибьюторской сети;
исследование мотиваций и поведения потребителей;
выработка рекламной концепции предприятия;
определение эффективного рекламного бюджета;
прогноз развития рынка.
При проведении маркетинговых исследований используются комплексные методы - первичные исследования интервьюирование анализ различных баз данных. Обязательным этапом подготовки маркетингового исследования является разработка технического задания. Оно включает в себя описание уточнение и формулировку проблемы исследования формулировку гипотез постановку целей и задач маркетингового исследования а также уточнение результатов.
На основе анализа данных маркетинговых исследований и обработки информации о маркетинговой среде полученной из разнообразных источников (специальных газет и журналов различных конъюнктурных обзоров о процессах протекающих в демографической экономической научно-технической политической культурной и природных сферах) принимаются решения о формировании рынка: сегментировании рынка т.е. расчленение его на группы потребителей об объемах их спроса на традиционные услуги и разработке и внедрении новых видов услуг об установлении цен о конкурентах поставщиках.
Обращение к маркетинговой концепции позволяет повысить эффективность работы предприятий оптимизировать инвестиционные решения устранить диспропорции (между спросом и предложением в ресурсах производства) быстрее развивать новые виды услуг благодаря постоянной обратной связи и комплексному подходу к решению насущных для предприятия проблем.
Результаты маркетинговых исследований помогут определить предприятиям их положение на рынке выявить главных потребителей услуг и их отношение к конкретной услуге оценить деятельность конкурента. Последнее направление исследования достаточно важно ибо теперь на рынке услуг связи где еще недавно властвовали предприятия монополисты появилась конкуренция.
Учитывая тот факт что на этапе проектирования трудно определить все характеристики при расчете затрат на проектирование будем использовать укрупненный метод расчета.
1 Формирование затрат на освоение услуг
Затраты на освоение услуги складываются из следующих компонент:
где – затраты на маркетинговые исследования руб; – затраты на конструирование руб; – затраты на приобретение оборудования руб; – затраты на монтаж оборудования руб; – затраты на приобретение сертификата руб; – другие затраты руб.
Расчет затрат на маркетинговые исследования производится по формуле:
где – затраты на изучение теории маркетинга руб; – затраты на рекламу (периодическая печать информационные бюллетени радио телевидение выставки ярмарки сеть сервисных центров по техническому обслуживанию специализированных фирменных магазинов) руб; – затраты на получение информации (характеристика конкурентов продукция доля рынка возможности фирмы – величина потенциала прибыльность деловая репутация сбытовая структура и т.д.) руб; – затраты на командировки инженеров-маркетологов руб.
Затраты на изучение теории маркетинга приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Расчет затрат на изучение теории маркетинга.
Затраты на рекламу приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Расчет затрат на рекламу.
Создание сайта в сети Интернет
Подача объявления в газеты
Затраты на получение информации приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Расчет затрат на получение информации.
Сбор информации о существующих фирмах
предоставляющих аналогичные виды услуг
Затраты на командировки определяются по формуле:
где – численность командируемых чел; – тарифная ставка оплаты суточных руб; – количество дней командировки; – тарифная ставка оплаты проживания в гостинице руб; – количество дней проживания; – оплата проезда в пункт назначения и обратно.
Примем значения равные:
чел; руб; дня; руб; дня; руб.
Согласно выражению (2.1.3):
Затраты на маркетинговые исследования составят:
Расчет затрат на конструирование производится по формуле:
где – затраты на оформление чертежей руб; – затраты на выполнение текстовых документов руб; – затраты на формирование текстовых материалов и расчетов руб; – затраты на проверку технической документации руб; – затраты на нормоконтроль руб.
Затраты на оформление чертежей:
где – затраты на канцелярские товары руб; – основная зарплата руб; – вспомогательная зарплата работающих руб; – отчисления на социальные нужды руб; – затраты на машинное время руб; – накладные расходы.
Затраты на канцелярские товары приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – Расчет затрат на канцелярские товары.
Основная зарплата определяется по формуле:
где – суммарная трудоемкость ч; – величина тарифа рубч (согласно методике рубч).
Трудоемкость разработки чертежей:
Вследствие затруднительности на этапе проектирования определения всех характеристик чертежа можно воспользоваться для расчета трудоемкости конструирования и оформления чертежей существующими нормативами с учетом групп новизны и сложности.
ч – для чертежа Ситуационный план;
ч – для чертежа Схема организации связи;
ч – для конструктивных чертежей;
ч – для чертежа Стойка БС;
ч – для плаката по экономической части;
ч – для плаката по бжд.
Таким образом трудоемкость разработки чертежей:
Тогда основная зарплата согласно выражению (2.1.6) составит:
Вспомогательная зарплата:
где – коэффициент от величины основной зарплаты (согласно методике ).
Отсюда вспомогательная зарплата составит
Отчисления на социальные нужды составят:
Затраты на машинное время определяются как
где – время использования машины (ч); – цена (стоимость) 1 рубч (рубч).
Отсюда затраты на машинное время составят:
Накладные расходы определяются по формуле:
где – коэффициент накладных расходов ().
Тогда накладные расходы составят:
Отсюда затраты на оформление чертежей составят:
Затраты на выполнение текстовых документов:
Затраты на канцелярские товары приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Расчет затрат на канцелярские товары.
Рассчитаем трудоемкость выполнения текстовых документов которая определяется в зависимости от вида документа:
где ТСП - трудоемкость разработки спецификации ч;
ТПОК - трудоемкость составления ведомости покупных изделий ч;
ТПЧ - трудоемкость составления перечня чертежей ч;
ТТО - трудоемкость составления технического описания ч;
ТИНС - трудоемкость разработки инструкции по эксплуатации и монтажу;
ТТУ - трудоемкость разработки технических условий ч;
ТПИ - трудоемкость разработки программы испытаний ч;
m - количество агрегатов в изделии.
Трудоемкость выполнения текстовых документов в соответствии с нормами и квалификацией исполнителя будет составлять:
Вспомогательная зарплата по формуле (2.1.7):
Затраты на машинное время по формуле (2.1.8):
Накладные расходы по формуле (2.1.9):
Отсюда затраты на выполнение текстовых документов согласно формуле (2.1.10) составят:
Затраты на формирование текстовых материалов и расчетов:
Затраты на канцелярские товары приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 – Расчет затрат на канцелярские товары.
Трудоемкость выполнения текстовых материалов:
Нормы времени на выполнение исполнителем текстовых материалов и расчетов зависят от вида работ [2.1]:
m - количество видов выполняемой работы.
Вид работы и норма времени взяты из таблицы 3 [2.1]:
- обзор литературы теоретическое освещение вопросов: Р1 = 1
- то же но слабо освещенное в литературе: Р2 = 1 ТВр2 = 15ч;
- расчет по формулам без таблиц: Р3 = 1 ТВр3 = 13ч;
- расчеты с использованием таблиц: Р4 = 1 ТВр4 = 11ч;
- табличный расчет по исходным данным из чертежей: Р5 = 1 ТВр5 = 9ч;
- таблицы исходных данных: Р6 = 1 ТВр6 = 10ч;
- вычерчивание схем и эскизов: Р7 = 1 ТВр7 = 20ч;
- оформление начисто: Р8 = 1 ТВр8 = 9ч.
Тогда время на выполнение текстовых документов по формуле (2.1.13) составит:
Тогда затраты на формирование текстовых материалов и расчетов согласно (2.1.12) составят:
Затраты на проверку технической документации:
Затраты на канцелярские товары приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Расчет затрат на канцелярские товары.
Трудоемкость выполнения проверки:
На проверку технической документации время предусматривается дополнительно в зависимости от характера работ [2.1]:
qДi - норматив на проверку отдельного вида технической документации.
Для чертежей qД1 = 3% для технической документации qД2 = 2% для технических материалов qД3 = 3%. Тогда по формуле 4:
Тогда затраты на проверку технической документации согласно (2.1.14) составят:
Затраты на нормоконтроль:
Затраты на канцелярские товары приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8 – Расчет затрат на канцелярские товары
Время на выполнение нормоконтроля определяется по формуле:
где qН.К - норматив нормонконтроля 5-10%.
Общая трудоемкость на определения нормоконтроля всех видов документации при qН.К = 8% составит:
Тогда затраты на нормоконтроль согласно (2.1.16) составят:
Значит затраты на проектирование согласно (2.1.4) составят:
Таблица 2.9 – Расчет затрат на приобретение оборудования
Наименование оборудования
Стойка телекоммуникационная
Источник питания ИБЭП-22048(60)-60
Мультиплексор LucentWaveStar AM-1
Тара и упаковка 0.3%
Транспортные расходы 4%
Расчет затрат на строительство и монтаж оборудования:
Расчет производится по формуле:
где – основная зарплата руб;
– отчисления на социальные нужды руб;
- затраты на транспорт руб;
Основная зарплата согласно (2.1.6):
где: – суммарная трудоемкость работ на строительство (ч);
– величина тарифа рубч (согласно методике рубч).
Тогда основная зарплата составит
Дополнительная зарплата согласно (2.1.7):
где: qдоп.- норматив дополнительной заработной платы (30 - 200%).
Отчисления на социальные нужды выражаются формулой:
Расчет ведется по формуле:
где qотч – норматив отчислений на социальные нужды %; (36%)
Затраты на транспорт составят 12000 руб.
Тогда затраты на строительство и монтаж оборудования:
Затраты на приобретение лицензии на предоставление услуги:
Затраты на приобретение лицензии на предоставление услуги 3G и выделение частот = 25000 руб.
Таким образом затраты на освоение услуги будут равны:
Зосв =13700+48600+44174993+128688+25000=44390 981
Плановая калькуляция себестоимости на единицу предоставляемых услуг
Абонентская плата за пользование сетью в месяц
Сеть рассчитана на число абонентов - 336060 (абоненты будут подключаться постепенно в течении нескольких лет). В течении первого нескольких лет планируется подключить 30 000 абонентов. Абоненты будут подключены постепенно поэтому введем коэффициент 03.
Среднестатический абонент использует 50смс 200 мин разговора 100Мбайт информации в месяц.
Значит получаем 50х05руб+200х1руб+100х05руб=275руб в мес выходит в среднем на одного абонента 3 G
Расчет эксплуатационных затрат (ЗЭКСПЛ.).
Эксплуатационные расходы складываются из следующих статей:
- амортизационные отчисления (ЗАМОРТИЗ.);
- затраты электроэнергии (ЗЭЛ..);
- затраты на материалы и запасные части (ЗМ.);
- затраты по труду (ЗТРУД.);
- затраты на прочие производственные и административно - хозяйственные расходы (ЗПРОЧ.)
Амортизационные отчисления ( 10%).
ЗАМОРТИЗ. = Зоборх 01 = 42353780х01 = 4235378 руб.
Энергия технологическая
Рассчитывается по формуле:
где М – мощность оборудования кВт;
ФНО – номинальный фонд времени работы оборудования час;
КМ – коэффициент использования оборудования по мощности;
КВР – коэффициент использования оборудования по времени;
КП – коэффициент учитывающий потери электроэнергии в сети (105);
ЦЭ – стоимость 1 кВтчас. электроэнергии руб.
ЗЭЛ.= 67*085*24*30*2.1=86108рубмесяц За год ЗЭЛ.=103331 руб
Расходы на материалы и запасные части (ЗМ.).
Расходы на материалы и запасные части составляют 5% от стоимости оборудования
ЗМ. = 42353780х 005 =2117689 руб.
При введении оборудования в эксплуатацию в штатное расписание будут введены 2 техника и 1 инженер. Оклад инженера будет составлять 12000 руб. Оклад техников составляет 6500 руб. При расчете расходов по труду будет учитываться заработная плата только этих работников.
Расчёт расходов по труду проведём по формуле:
Т = (aiхmi) х12 х12 х126
- коэффициент учитывающий премии;
6 - коэффициент учитывающий отчисления на социальные нужды.
ЗТРУД = (12000х1 + 6500х2)х12х12х126 = 453 600 руб.
Прочие затраты (ЗПРОЧ.) включают в себя:
а) расходы на страхование - 08% от стоимости оборудования.
ЗСТР. = 42353780х0008 = 33883руб.
б) прочие административно - хозяйственные расходы.
Зхоз=04 ЗТРУД =04х45600=18240 руб
Средняя цена аренды помещений по городу составляет 320-500 рублей за квадратный метр производственной площади в месяц. Взяв среднестатистическую стоимость в размере 400 рублей рассчитаем затраты на аренду помещения.
Заренд = Цкв.м.S * N где Цкв.м - стоимость одного квадратного метра площади;
S – площадь помещения;
Заренд = 18х32 500х12=3456 000 руб.
Таким образом общие эксплуатационные затраты складываются:
Зэкспл=103331+2117689+453600+33883+18240+3456 000=6182 743руб
Источники получения и распределения прибыли
где Ц – цена за единицу услуги;
N – количество оказанных услуг в год.
N - Количество подключившихся
Vпр = 275х30000х03х12= 29700 000 руб
700000 - 6182743 = 23517257руб
От полученной прибыли необходимо произвести отчисления в бюджет которые составляют 24% от общей прибыли:
П24=ПОБ·024=5644 142
Прибыль остающаяся в распоряжении предприятия
Прибыль остающаяся в распоряжении предприятия составляет 76% от общей прибыли:
Зная затраты на освоение проекта и прибыль оставшуюся у предприятия найдем срок окупаемости (эффективность проекта):
Сок = 44390 981 17873 115=25 года
Из расчета видно что разработанная система связи 3G окупиться минимум за 25 года.
В результате проведенной работы была разработана сеть беспроводной связи 3G и транспортная сеть для нее в г. Казани.
В качестве транспортной сети связывающей элементы сети 3G – берется сеть SDH STM-1 уровня построенная на мультиплексорах Lucent WaveStar AM-1. Топология сети – 4х конечная звезда по 8 БС в каждой ветви. Протяженность транспортной сети – 1169 км кабель ОКЛ-022-16 - одномодовое волокно с дисперсией оптимизированной на длине волны 1310 нм.
Также в работе рассмотрены вопросы размещения оборудования на одном из узлов RBS.
В разделе БЖД рассмотрены вопросы организации рабочего места оператора сети выполнен расчет заземления. Рассмотрены чрезвычайные ситуации построено дерево отказов – Поражение электрическим током.
В организационно-экономическом разделе определен размер капитальных вложений срок окупаемости составил 25 года
2 Оптическая линия передачи: Учебное пособие по дипломному проектированию. И.И. Корнилов.- Самара: ПГАТИ 2000.-158стр.:ил.
7 МСЭ-Т G.957 Оптические стыки для аппаратуры и систем передачи относящихся к СЦИ. Рекомендация
10 Тихвинский В.О. Терентьев С.В. Управление и качество услуг в сетях GPRSUMTS. – М.: Эко-Трендз 2007. -400с.: ил.
11 Wacker A. Laiho-Steffens J. Sipil K. and Heiska K. «The Impact of the Base Station Sectorisation on WCDMA Radio Network Performance» Proceedings of VTC’99 Houston Texas May 1999 pp. 261I-2615.
12 Бабков В.Ю. Вознюк М.А. Никитин А.Н. Сиверс М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов СПбГУТ. СПБ 1999. С. 120
1 Насыров М.К. и др. Организационно-экономическая часть курсового и дипломного проекта: Уч.-метод. Пособие.-Казань 2002.-21 с.
4Бабкин Г.Д. и др. Безопасность работы операторов ПЭВМ: Метод. указания.– Казань 1999.–28 с.
5Расчет заземляющего устройства. Методические указания к дипломному проектированию. Казань: КАИ им. Туполева 1990 24стр.
6Романовский В. В. « Инженерный анализ безопасности оборудования и оценка риска с использованием «дерева – отказов»». Методическое указание к выполнению дипломного проекта. – Казань: КГТУ.
Ситуационный план сети 3G
Схема организации связи
Структурная схема сети 3g
Фасад стойки оборудования БС
План размещения оборудования БС

1.4 Расчет информационных нагрузок и радиуса действия базовых станций.doc

1.4 Расчет информационных нагрузок
и радиуса действия базовых станций
4.1. Услуги предоставляемые сетью.
Сети мобильной связи предоставляют клиентам множество новых услуг рис. 1.4 которые способны существенно повысить как доходы операторов так и доходы производителей сетевого оборудования и телефонов. Появляется новый вид деятельности – предоставления информации с высокими скоростями табл. 1.4.1. Это позволяет получить качественно новый уровень связи и на его основе сформировать глобальное информационное пространство. Вследствие этого мобильный телефон становится не только средством голосового общения но и многофункциональным устройством [1.10]
Рисунок. 1.4 - Новые виды услуг сетей UMTS
Таблица 1.5 - Параметры услуг
Скорость передачи данных кбитс
Средняя длительность сообщения с
Речь голосовая почта
SМС определение местоположения
Низкоскоростной обмен данными
Передача данных от (к) абонентов сетей ISDN
Видиотелефонная связь передача изображений и больших объёмов информации
Интерактивный обмен мультимидийными данными
Работа с сетью Интернет и интрасетями
Асиммитричная передача мультимидийных данных
4.2. Оценка речевого трафика в сети UMTS
Необходимо задаться количеством кластера. Для проектируемой сети оптимальное значение кластера равно 3. На одну базовую станцию возьмем 3 передатчика.
На основе статистических данных приведенных на официальном сайте на 2009 год количество жителей составило 1120200 человек. Максимальная ёмкость рынка по количеству абонентов использующих услуги сетей третьего поколения оценивается как 30 % от общего количества потенциальных абонентов. К началу 2009 общее количество абонентов сотовых сетей превысило общее количество жителей. Этот противоречивый факт объясняется тем что абоненты пользуются услугами нескольких операторов. Поэтому при расчёте абонентов мы не учитываем что количество жителей до 14 лет (не являющихся потенциальными абонентами) и не вычитаем их общего количества жителей. На основании выше сказанного потенциальное количество абонентов имеющих потребность в услугах предоставляемых сетями третьего поколения будет:
Рассчитаем число одновременно говорящих абонентов
где: А ср = 005 Эрл – нагрузка одного абонента в час наибольшей нагрузки;
N аб = 336060 – количество абонентов
А = 005 . 336060 = 16 803 Эрл
У нас получилась нагрузка 16 803 Эрл она эквивалентна 16 803 одновременно разговаривающих абонентов ( Nод = 16 803 чел.)
4.3. Оценка трафика данных в сети UMTS.
В результате проведения работ состав параметров трафика данных будет расширен. В то же время сотовые сети поколения 3G должны взаимодействовать с сетями связи общего пользования и в этом плане целесообразно иметь систему параметров абонентского трафика сотовых сетей согласующуюся с уже устоявшейся системой параметров сетей общего пользования прежде всего телефонных сетей (ТФОП). Такой подход приводит к идее разработки структурных дополнений к применяемым в настоящее время параметрам абонентского трафика получаемым на основе статистических данных которые позволили бы согласовать их с аналогичными параметрами применяемыми в сетях связи общего пользования с учетом результатов воздействия новых технологий и расширения сферы предлагаемых услуг [1.10]
В качестве примера может быть рассмотрен параметр который является определяющим для расчета пропускной способности телекоммуникационных сетей — средняя нагрузка в ЧНН на одного абонента сети. Как показывает отечественный и зарубежный опыт в процессе коммерческой эксплуатации сотовых сетей величина этого параметра изменяется обнаруживая устойчивую тенденцию к снижению.
На начальном этапе развития сетей (с учетом преимущественной передачи в сетях третьего поколения речевой информации) величина параметра составляет y0≥25мЭрл и согласно статистическим данным по абонентскому трафику действующих сетей по мере их развития роста числа абонентов наблюдается ее снижение со средней интенсивностью 1 – 15 мЭрл в год до величины примерно 14 — 15 мЭрл.
Как показал анализ для сотовых сетей с применением технологии UMTS возможно обобщение рассматриваемого параметра для абонентского трафика включающего передачу речевой информации и пакетную передачу данных с объединением тайм-слотов в радиоканале. При этом прежде всего определяются и приводятся в соответствие первичные параметры трафика.
Возможности конкретного использования данного принципа могут быть рассмотрены на примере определения величины «добавки» к средней нагрузке в ЧНН на одного абонента сети по речевому трафику за счет передачи данных. Расчет проведен на основании параметров для следующих исходных данных:
— среднее число вызовов в ЧНН на одного абонента сети для передачи речевых сообщений Сср [выз.ч] - 07;
— среднее число вызовов в ЧНН на одного абонента сети для передачи данных С*ср [выз.ч] - 50;
— средняя длительность сеанса связи для речевого трафика tср [с] - 90;
— средний объем сообщений при передаче данных Iср [кбит] - 2500;
— средняя скорость передачи данных и радиоканале R [кбитс] - 32;
—средняя нагрузка в ЧНН па одного абонента сети по речевому трафику
у0=Cсрtср3600=07·90175 мЭрл;
—средняя нагрузка в ЧНН на одного абонента сети по передаче данных
y*0=C*срt*ср д3600 = 50·7813600=108 мЭрл
где t*ср - средняя длительность передачи сообщений
t*ср = Iср R = 2500 32= 781 с;
—суммарное значение средней нагрузки в ЧНН на одного абонента сети
Y0 = 175 + 108 = 1255 мЭрл.
Таким образом для принятых исходных данных «добавка» к величине средней нагрузки в ЧНН на одного сопоставима с речевым.
Средняя нагрузка в час наибольшей нагрузки на одного абонента сети по передаче данных получилась равной: y*0 = 1255 мЭрл.
Число абонентов трафика данных равно 336060 значит средняя нагрузка в сети по передаче данных будет равна:
где NUMTS – количество абонентов UMTS.
Y*0 = 125×10-3×336060 = 42 176 Эрл.
Полученную нагрузку по каналу данных прибавим к числу одновременно говорящих абонентов и посчитаем суммарную нагрузку канала данных и речевого канала:
где А – число одновременно говорящих абонентов по речевому каналу.
А* = 16803 + 42 176 = 58 979 Эрл.
4.4. Радиус соты по методике начального приближения.
В разделе 1.4.2 у нас получилась нагрузка 16 803 Эрл она эквивалентна 16 803 одновременно разговаривающих абонентов (Nод = 16 803 чел.). Площадь занимаемая составляет 425 кв км. Найдем плотность одновременно разговаривающих абонентов:
где S - площадь обслуживаемой территории (км2).
nа = 16 803425 40 челкм2
Максимально возможный радиус соты при заданной нагрузке и обслуживаемой территории определяется по формуле
где nа - плотность одновременно разговаривающих абонентов;
Nc - общее число каналов связи в соте [1.12]
Пусть максимальная пропускная способность базовой станции 14 Мбитс а средняя скорость предоставляемая одному абоненту равна 30 кбитс т.о. данный подход позволит предположить нам что количество каналов составит 4375
Теперь мы можем прикинуть общее количество базовых станций (без учёта энергетических параметров):
4.5. Приближенный расчёт емкости соты при планировании сети UMTS.
Ёмкость соты определяется числом абонентов обсаживаемых одновременно на одном частотном канале (5МГц). Так как точное определение этого числа является сложной задачей зависящей от многих факторов рассмотрим приближенную методику расчёта основанную на следующих допущениях [1.12]:
- все МС в соте находятся на равном удалении от антенны базовой станции;
- все МС имеют одинаковую мощность передачи радиосигналов;
-все МС имеют одинаковую скорость передачи данных.
Введём понятие выигрыша в отношении сигналшум за счёт широкополосности используемого сигнала (B>>1). С учётом принятых допущений все абоненты имеют одинаковый выигрыш G. При этом скорость передачи элементарных символов в соте фиксирована (384Мбод) а G определяется скоростью передачи данных К в канале. Скорость передачи данных в канале может быть равной 30 60 120 240 480 и 960 кбитс. Следовательно МС использующие минимальную скорость передачи данных имеют выигрыш G=38400000 30000=128=B.
Отношение мощностей сигнала и шума на входе приемника определяется выражением
Предположим что в соте имеется N абонентов. Тогда для каждого абонента мощность шума определяется суммой мощностей радиосигналов от других абонентов . В этом случае (1.4.1) примет вид
При большом числе абонентов выражение (1.4.3) можно упростить: . Таким образом или число абонентов в соте
Предположим что база радиосигналов используемых в соте равна 128 требуемое отношение сигналшум на входе приемника базовой станции составляет 3 дБ.
Теоретически 64 – максимальное число абонентов в соте при G=128 [1.10]. При расчёте учитывалось лишь влияние помех внутри соты. Если учесть влияние помех от соседних сот то число обслуживаемых абонентов уменьшится в двое: 642=32. Зависимость возможного числа абонентов в соте от скорости показана на рис. 1.5.
Рисунок 1.5 Зависимость возможного числа абонентов в соте от скорости передачи данных.
Вопрос о зоне обслуживания представляется важным когда сеть не ограничивается еще по пропускной способности (емкости) как например в период первоначального развертывания сети и особенно в сельских районах. Даже в городских районах сеть может быть ограничена зоной обслуживания если предоставляется надежная зона обслуживания внутри зданий для услуг требующих передачи данных с высокой скоростью а базовая станция будет находиться снаружи. Требование иметь надежную зону обслуживания приводит к тому что размеры ячеек делаются небольшими что может обеспечить более высокую пропускную способность (емкость) на км2 чем это необходимо. В макроячейках зона обслуживания определяется дальностью действия по восходящему каналу так как мощность передачи подвижной станции много меньше чем у базовой станции макроячейки. Выходная мощность подвижной станции обычно составляет 21 дБм (125 мВт) а базовой станции в макроячейке–40-46дБм (10-40 Вт) на сектор. Поэтому в секторе принимается в расчет зона обслуживания. Кроме того в разделе 1.5 показано что зона обслуживания для макроячейки ограничивается дальностью действия восходящего канала [1.12].
Влияние увеличения ресурса каналов на величину относительного радиуса ячейки может быть оценено с помощью выбора определенной модели распространения радиоволн например модели Окумура-Хата из раздела 1.5. В этом примере экспонента потерь на трассе равна 352 что в результате дает
Относительное изменение площади ячейки может быть вычислена как
Результаты вычислений необходимой относительной плотности сайтов базовых станций при заданном улучшении рабочей характеристики канала представлены в табл. 1.5. Плотность базовых станций обратно пропорциональна площади ячейки. Например при улучшении качества канала на 53 дБ плотность базовых станций может быть уменьшена приблизительно на 50%.
Таблица 1.6 Уменьшение плотности числа сайтов базовых станций при улучшении ресурса канала
Улучшение ресурса канала
Относительное число сайтов
дБ=Опорная величина
Факторы оказывающие воздействие на получение максимальных потерь на трассе можно видеть из рассмотрения ресурса каналов – смотри раздел 1.5– они показаны на рис. 1.4.3. Влияние решений по базовой станции и скорости передачи описывается в этой главе. Связь между нагрузкой восходящего канала и зоной охвата обсуждалась в этом разделе выше.
Рисунок 1.6 - Увеличение шума в восходящем канале как функция полной
пропускной способности в восходящем канале
Требуемое значение отношения EbN0 является главным фактором при расчёте емкости соты связанным со скоростью передачи данных в частотном канале. Отношение сигналшум характеризуется следующими физическими принципами:
- спектральная плотность тепловых шумов является постоянной величиной и характеристикой приемника;
- с увеличением базы радиосигнала (выигрыша G) требуемое значение энергии радиосигнала для передачи одного бита сообщения (Eb) уменьшается;
- с увеличением расстояния между МС и базовой станцией требуемое значение Eb увеличивается;
- чем выше скорость перемещения МС тем выше требуемое значение Eb.
Таким образом мы показали что при расчёте нагрузки на базовую станцию разработчик выбирает между несколькими компромиссами. Так же мы показали что допущения сделанные нами в п. 1.4.4. вполне допустимы при расчёте размеров соты по методике начального приближения.

1.1 Анализ задания.doc

Согласно заданию нам необходимо спроектировать сеть 3G и подобрать основное оборудование для данной сети. Основными достоинствами такой сети являются высокая скорость доступа портативность абонентского и базового оборудования использование технологии 3G IMT-2000 базирующейся на стандарте UMTS TD-CDMA.
Территория обслуживания – г.
Город ..: Здесь будет краткое описание города кол-во жителей деятельность перспективы.
Для построения сети необходимо определить количество абонентов сделать расчет нагрузки на одну базовую станцию (голосового и пакетного трафика) определить суммарную нагрузку системы рассчитать энергетические характеристики и определить радиус действия БС. разработать схему организации связи выбрав топологию сети. Разработать ситуационный план расположения БС на карте города. Также произвести выбор оборудования проектируемой сети и рассмотреть ее размещение на одном из узлов. Необходимо спроектировать транспортную сеть связывающую элементы сети 3G и рассчитать ее основные характеристики.

1.9 Разработка схемы организации связи сети.doc

1.9 Разработка схемы организации связи сети
Согласно расчету нагрузки и плану размещения базовых станции на карте города имеем 32 RBS 3418 подключаемых к RNC 3810 через два RXI. RNC обеспечивает управление радиоресурсами в UTRAN и сопрягается с CN. В качестве транспортной сети – берется сеть SDH STM-1 уровня построенная на мультиплексорах Lucent WaveStar AM-1. Топология сети – 4х конечная звезда по 8 БС в каждой ветви. Рассчитаем протяженность транспортной сети:
Таблица 1.18 - Протяженность транспортной сети
Протяженность транспортной сети – 1169 км
Таким образом схема организации связи находится в приложении.

список чертежей.doc

Ситуационный план сети 3G
Схема организации связи
Структурная схема сети 3g
Фасад стойки оборудования БС
План размещения оборудования БС

1.6 Частотно-территориальное планирование.doc

1.6 Частотно-территориальное планирование
Основным этапом проектирования сетей подвижной радиосвязи и абонентского доступа является этап частотно-территориального планирования входе которого выбираются структура (конфигурация) сети места размещения базовых станций оцениваются вопросы частотного лицензирования рассчитывается возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи разрабатывается частотный план распределения радиоканалов для базовых станций выполняется адаптация планов к условиям территориальных и частотных ограничений проектируемой зоны обслуживания проверяются обеспечение внешней электромагнитной совместимости планируемой системы с РЭС других систем и возможность обеспечения требуемой емкости сети для обслуживания абонентской нагрузки с заданной интенсивностью потерь (отказов в обслуживании) и т. д.
Обобщённая методика поэтапного планирования сетей мобильной связи состоит из трёх этапов:
Обеспечение покрытия (заданной территории с учётом неоднородных условий распространения радиоволн).
Обеспечение обслуживания (с заданным качеством на заданной территории с учётом неоднородного пространственного распределения трафика).
Обеспечение электромагнитной совместимости (всех базовых станций АС внешних РЭС с учётом их размещения характеристик направленности антенн а также частотно-энергетических параметров сигналов и помех).
При планировании сетей мобильной связи 2G как правило на каждом предыдущем этапе удаётся выделить и решить задачи планирования не зависящие от результатов решения задач на следующих этапах. В свою очередь результаты решения задач на следующих этапах. В свою очередь результаты решения задач на предыдущих этапах я вляются исходными для задач решаемых на следующих этапах. (рис. 1.7 а)
Рисунок 1.7 - Особенности решаемых задач на различных этапах планирования сетей 2G3G:
АС – абонентский терминалы; БС – базовые станции; ПРД – передатчик; ПС – пилот сигнал; ЭМС – электромагнитная совместимость; SHO – мягкий хендовер; ULDL – линии вверх вниз.
Планирование сетей мобильной связи 3G отличается сложностью выделения и независимого решения задач на каждом из предыдущих этапов поскольку не только результаты решения задач на предыдущих этапах являются исходными данными для задач на следующих этапах но и наоборот – результаты решения задач на следующих этапах являются исходными данными для задач на предыдущих этапах (рис. 1.7 б)
Минимальное количество базовых станций необходимых для сплошного покрытия территории площадью 425 км2 при регулярной структуре их размещения составляет 32 шт.
Таким образом строится сеть регулярной структуры все базовые станции которой имеют следующие характеристики:
-мощность передатчика 30 Вт;
-высота подвеса антенны 30 м;
-число передатчиков 3 шт.
Результаты полученные в процессе оптимизации сети и составления частотного плана представлены в таблице 1.11.
Радиус зоны обслуживания R км
Используемые кодовые последовательности
Рисунок 1.8 – План расположения базовых станций на карте города
Вывод: Основным этапом проектирования сетей подвижной радиосвязи и абонентского доступа является этап частотно – территориального планирования в ходе которого рассчитали возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи рассчитали радиус соканальных помех разработали частотный план распределения последовательностей для базовых станций выполнили адаптацию планов к условиям территориальных и частотных ограничений проектируемой зоны обслуживания.

1.2 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3g.doc

1.2 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3G
Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Для реализации систем третьего поколения разработаны рекомендации по глобальным унифицированным стандартам мобильной связи:
обеспечение качества передачи речи сравнимого с качеством передачи в проводных сетях связи;
обеспечение безопасности сравнимой с безопасностью в проводных сетях;
обеспечение национального и международного роуминга;
поддержка нескольких местных и международных операторов;
эффективное использование спектра частот;
пакетная и канальная коммутация;
поддержка многоуровневых сотовых структур;
взаимодействие с системами спутниковой связи;
поэтапное наращивание скорости передачи данных вплоть до 10 Мбитс.
Несмотря на то что конечная цель для всей индустрии телекоммуникаций— создать единую всемирную среду мобильной связи поддерживающую широкополосные системы и обеспечивающую глобальную мобильность в результате скорее всего возникнет некоторое семейство стандартов обеспечивающее услуги третьего поколения.
Основным плюсом сетей 3G является большая скорость передачи больших объемов данных по радиоканалу. Самая быстрая на сегодня в сетях 2-25G технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) обеспечивает передачу данных на скорости до 4736 Кбитс (на практике — вдвое-втрое ниже). В сетях третьего поколения для передачи данных используется технология HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) скорость работы которой измеряется уже мегабитами.
Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового диапазона около 2 ГГц передавая данные со скоростью 2 Мбитс. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы ит.д. В мире сосуществуют два стандарта 3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространён в основном в Европе CDMA2000— в Азии и США.
G стандарт был разработан Международным Союзом Электросвязи (International Telecommunication Union ITU) и носит название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Основная цель создания стандарта — синхронизация систем третьего поколения для обеспечения глобального роуминга. Реализация сети предполагает дальнейшее слияние сотовой связи с информационными и компьютерными технологиями радикальное обновление оборудования и как следствие расширение спектра предоставляемых услуг включая услуги высокоскоростной передачи информации глобального роуминга и мультимедиа независимо от местоположения абонента и скорости его передвижения. Мобильный телефон становится персональным коммуникатором пользователь которого будет обладать практически неограниченными возможностями доступа ко всемирным информационным ресурсам в том числе через сеть Интернет.
Для решения вопроса последней мили т.е. организации связи с операторскими базовыми станциями необходимы технические решения позволяющие сохранить скорости и качество передачи информации; в противном случае теряется одна из главных идей создания нового поколения мобильной сети. Основными техническими средствами для решения этой задачи являются оптоволоконные радиорелейные и атмосферные оптические системы. У тех и у других есть свои преимущества и недостатки.
Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:
-до 2048 Мбитс при низкой мобильности (скорость менее 3 кмч) и локальной зоне покрытия;
-до 144 кбитс при высокой мобильности (до 120 кмч) и широкой зоне покрытия;
-до 64 (144) кбитс при глобальном покрытии (спутниковая связь).
Таблица 1.1 Услуги систем 3-го поколения
Скорость передачи кБитc
Средняя длительность сообщения с
Речь голосовая почта
Низкоскоростной обмен данными
SMS определение местоположения
Передача к коммутируемым данным(ISDN)
Интерактивный обмен мультимедиа данными
Видеотелефонная связь передача изображениф и больших объёмов информации
Асимметричная передача мультимедиа данных
Работа с сетями Internet и интрасетями
В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии перехода к 3G-системам: постепенное (эволюционное) и "одномоментное" (революционное) (Табл.1.2).
Таблица 1.2. Две стратегии внедрения услуг 3-го поколения мобильной связи
Эволюционный подход
Революционный подход
Метод использования частотного ресурса
Работа в старых диапазонах
Освоение новых диапазонов
Принцип предоставления услуг
Постепенно расширяемый ассортимент услуг
Новые услуги с начала развертывания
Пропускная способность
Постепенно наращиваемая
Стратегия создания сетевой инфраструктуры
Медленный и постепенный переход от 2G к 3G по мере появления спроса на услуги
Создание опытных районов ("островков") с полным набором услуг
Технологический уровень
Новые технологии в отдельных элементах
Все технологии - новейшие
Максимальное использование существующей инфраструктуры
В основном те же что и в 2G
Операторы купившие лицензии на услуги 3G
При революционном подходе предполагается внедрение всех новейших технологий и новых интерфейсов и полная замена существующего оборудования и ПО что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным коммерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира в том числе и в России созданы экспериментальные сети.
Один из важнейших признаков принципиально отличающих два подхода - способы освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа намерены пойти по этому пути и выделить для систем 3-го поколения "индивидуальные" полосы радиочастот.
В США подход абсолютно иной - там спектр выделенный для IMT-2000 уже занят службой PCS и 3G-системы будут работать в старых полосах частот вместе с существующими сетями стандартов TDMAAMPS.
Эволюционное внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфраструктуру сети связи внедряя новые сетевые элементы в процессе последовательной модернизации.
Естественно что операторы систем двух наиболее массовых технологий - TDMAAMPS и GSM - стали сторонниками эволюционного пути развития. Сегодня эти системы имеют ограниченные возможности по наращиванию пропускной способности и видам услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емкости без дополнительного расширения радиочастотного спектра возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM) введения многосекторных антенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).
Таблица 1.3. Характеристики радиоинтерфейсов для IMT-2000
Авторы технических спецификаций
ETSI TIA TR-45.3DECT EP
Чиповая скорость Мчипс
4 (UTRA) 128 (SCDMA)
Скорость передачи кбитc
p2-DPSK p4-DQPSK p8-D8PSK
Согласно концепции IMT-2000 система нового поколения подразделяется на две составные части: сети радиодоступа и магистральную базовую сеть. Подходы к их проектированию принципиально различны.
Эффективность сетей радиодоступа в значительной степени зависит от новизны технологий которые в них используются. Смена поколений как правило означает и смену идеологии построения этих сетей. Магистральные сети более "инерционны". В них инвестированы значительные средства которые операторы желают сохранить при переходе к 3-му поколению. Кроме того существующие базовые сети не являются сдерживающим фактором для внедрения современных ЗG-услуг. Поэтому их инфраструктура будет развиваться эволюционным путем опираясь на существующие сети GSM TDMA (IS-136) IP IN и ISDN что подтверждают и исследования проведенные в рамках IMT-2000.
Сегодня в качестве магистральных предполагается использовать сеть базирующуюся на IP-технологии а также усовершенствованные опорные сети GSM MAP и ANSI-41 которые развернуты для наиболее развитых стандартов мобильной связи 2-го поколения - европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA (IS-95). Взаимодействие между тремя магистральными сетями - GSM MAP ANSI-41 и базовой IP-сетью - будет осуществляться через межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Network Interface).
Стандартный модуль идентификации пользователя UIM (User Identity Module) обеспечит глобальный роуминг независимо от метода радиодоступа или типа транспортной сети в том или ином географическом регионе.
В настоящее время важнее всего дать возможность всем операторам действующих сетей использовать существующую инфраструктуру при реализации набора новых услуг IMT-2000. В связи с этим МСЭ считает необходимым начать разработки единого протокола NNI обеспечивающего глобальный роуминг в рамках 3G-систем.
Транспортная сеть должна обеспечить межсетевое взаимодействие и "прозрачность" доступа к услугам независимо от местонахождения абонентов. Чтобы реализовать это требование на практике предусматривается создание специального конвертора или шлюза IWG (Interwoking Gateway) который и будет поддерживать глобальный роуминг при любом протоколе радиодоступа.
Сегодня уже очевидно что окончательному внедрению систем 3-го поколения будет предшествовать очень продолжительный период их совместного существования с системами 2-го поколения. Благодаря различиям в наборе и стоимости предоставляемых услуг новые технологии будут не конкурировать со старыми а дополнять их.
Архитектура сети радиодоступа
Система UMTS состоит из ряда логических элементов сети каждый из которых выполняет определенные функции. Элементы сети могут группироваться на основе близости выполняемых функций или на основе подсети к которой они принадлежат.
По своим функциям элементы сети группируются в сеть радиодоступа (RAN UMTS территориального уровня = UTRAN) которая оперирует всеми функциями относящимися к радиосвязи и в базовую сеть (CN) которая обеспечивает коммутацию и маршрутизацию вызовов и каналы передачи данных во внешние сети. Чтобы завершить систему определяются оборудование пользователя (UE) которое взаимодействует с ним и радиоинтерфейс (Uu).
С точки зрения спецификации и стандартизации как UE так и UTRAN содержат полностью новые протоколы построение которых основано на потребностях новой технологии радиосвязи WCDMA. И наоборот построение CN взято из GSM. Это дает системе с новой технологией радиосвязи глобальную базу из известной и испытанной технологии CN что способствует ускорению ее внедрения и позволяет использовать такое замечательное преимущество как глобальный роуминг.
Рисунок 1.1 - Архитектура системы UMTS высокого уровня
Возможность иметь несколько объектов одного и того же типа позволяет делить систему UMTS на подсети работающие либо самостоятельно либо вместе с другими подсетями и которые являются тождественными друг другу. Такая сеть называется UMTS PLMN (наземная мобильная сеть общего пользования). Обычно одна PLMN эксплуатируется одним оператором и соединяется с другими PLMNs также как и с другими типами сетей например ISDN PSTN Интернет и т.д.
Рисунок 1.2 - Элементы сети в PLMN
UE состоит из двух частей:
–Подвижное оборудование (ME) – радиотерминал используемый для радиосвязи через интерфейс Uu.
–Модуль идентификации абонента UMTS (USIM) представляющий собой интеллектуальную плату которая служит идентификатором абонента выполняет алгоритм аутентификации и шифрования и некоторые данные об услугах которыми имеет право пользоваться абонент необходимые при пользовании терминалом.
UTRAN также состоит из двух элементов:
–Узел B преобразует поток данных между интерфейсами Iub и Uu. Он также участвует в управлении радиоресурсами.
–Контроллер радиосети (RNC) владеет и управляет радиоресурсами в своей области (к ней подключены узлы B). RNС представляет собой точку доступа к сервису для всех услуг которые UTRAN предоставляет CN например управление соединениями с UE.
Основными элементами базовой сети GSM являются следующие:
–HLR (регистр домашнего местонахождения по месту регистрации) – это база данных помещаемая в домашнюю систему абонента которая хранит в памяти основной экземпляр профиля обслуживания абонента. Профиль обслуживания содержит например информацию о предоставляемых ему услугах запрещенных районов роуминга и дополнительную сервисную информацию например о возможности переключения телефонного вызова и номера телефона на который производится переадресация. Профиль обслуживания создается когда новый абонент прописывается в системе и остается в памяти до тех пор пока сохраняется эта прописка. Для маршрутизации входящих сообщений к UE (т.е. вызовов или коротких сообщений) HLR также записывает данные о местоположении UE на уровне MSCVLR (узла по обеспечению услуг иили SGSN) т. е. на уровне системы обслуживания.
–MSCVLR – это коммутатор (MSC) и база данных (VLR) которые предоставляют услуги по текущему местоположению UE по коммутации каналов (CS). Функция MSC используется для коммутации сообщений CS и функция VLR сохраняет экземпляр профиля обслуживания гостевого пользователя а также более точную информацию о местоположении UE в системе обслуживания. Часть сети к которой обеспечивается доступ через MSCVLR часто называют областью обслуживания CS.
–GMSC (шлюзовой MSC) – это коммутатор в точке где UMTS PLMN соединяются с внешними сетями CS. Все входящие и исходящие соединения CS проходят через GMSC.
–Функции SGSN (узла по обеспечению услуг GPRS) подобны функциям MSCVLR но обычно используются для услуг с коммутацией пакетов (PS). Часть сети к которой обеспечивается доступ через MSCVLR часто называют областью обслуживания CS.
–GGSN (узел по обеспечению межсетевого перехода GPRS) функционально близок к GMSC но связан с предоставлением услуг PS.
Внешние сети можно разделить на две группы:
–Сети CS. Они обеспечивают соединения с коммутацией каналов как это имеет место в существующей в настоящее время телефонной связи.
–Сети PS. Они обеспечивают соединения с коммутацией пакетов данных. Одним из примеров сети PS служит Интернет.
Стандарты UMTS построены таким образом что функции внутри элементов сети подробно не определяются. Вместо этого определены интерфейсы между логическими элементами сети. Определены следующие основные открытые интерфейсы:
–Интерфейс Cu. Это электрический интерфейс между интеллектуальной платой (смарт-карточкой) USIM (модуля идентификации абонента сети UMTS) и ME. Интерфейс удовлетворяет формату стандарта для смарт-карточек.
–Интерфейс Uu. Это радиоинтерфейс WCDMA который служит предметом рассмотрения в данной книге. Интерфейс Uu – это интерфейс через который UE получает доступ к стационарной части системы и поэтому возможно самый важный интерфейс в UMTS. Представляется что изготовителей UE будет гораздо больше чем изготовителей элементов стационарной сети.
–Интерфейс Iu. Он соединяет UTRAN с CN. Подобно соответствующим интерфейсам в GSM A (для коммутации каналов) и Gb (для коммутации пакетов) открытый интерфейс Iu дает операторам UMTS возможность производить закупку UTRAN и CN у разных производителей. Создание конкуренции в этой области явилось одним из факторов обусловивших успех GSM.
–Интерфейс Iur. Открытый интерфейс Iur позволяет осуществлять мягкий хэндовер между RNCs от различных производителей и поэтому он дополняет открытый интерфейс Iu.
–Интерфейс Iub. Iub соединяет узел B и RNC. UMTS является первой коммерческой системой подвижной телефонной связи где интерфейс контроллер-базовая станция стандартизован как полностью открытый интерфейс. Ожидается что подобно другим открытым интерфейсам открытый интерфейс Iub будет стимулировать конкуренцию между производителями оборудования в этой области. Вероятно что на рынке появятся новые производители сосредоточивающие усилия исключительно на изготовлении узлов B.
Архитектура UTRAN представлена на рис. 1.3.
Рисунок 1.3 - Архитектура UTRAN.
UTRAN включает в себя одну или несколько подсистем радиосети (RNS). RNS – это подсеть в UTRAN состоящая из контроллера радиосети (RNC) и одного или нескольких узлов B. RNC могут соединяться друг с другом через интерфейс Iur. RNC и узлы B соединяются с помощью интерфейса Iub.
Приведем основные характеристики UTRAN которые в свое время определили основные требования для построения архитектуры UTRAN ее функций и протоколов. В кратком виде они могут быть представлены в следующих пунктах:
–Поддержка UTRA и всех относящихся к нему функций. В частности основное воздействие на построение UTRAN оказало требование обеспечения мягкого хэндовера (один терминал подключается к сети с участием двух или большего числа активных ячеек) и ориентированных на WCDMA алгоритмов управления радиоресурсами.
–Максимизация унификации при обработке данных с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов при использовании уникального пакета протоколов воздушного интерфейса и при использовании одного и того же интерфейса для соединения UTRAN с областями обслуживания (доменами) как PS так и CS базовой сети.
–Максимизация по возможности общности с GSM.
–Использование транспортного протокола ATM в качестве основного транспортного механизма в UTRAN.
Контроллер радиосети
RNC (контроллер радиосети) представляет собой элемент обеспечивающий управление радиоресурсами в UTRAN. Он сопрягается с CN (обычно с одним MSC и одним SGSN) а также реализует протокол RRC (управления радиоресурсами) который определяет сообщения и процедуры между подвижной станцией и UTRAN. Логически он соответствует BSC (контроллеру базовой станции) в GSM.
Узел B (Базовая станция)
Основная функция узла B состоит в осуществлении обработки на уровне L1 в воздушном интерфейсе (канальное кодирование и перемежение адаптация скорости расширение спектра и т.д.). Кроме того узел B выполняет одну из основных операций по управлению радиоресурсами – управление мощностью в внутреннем контуре. Логически он соответствует базовой станции в системе GSM.

бжд 3g.doc

3.1 Организация рабочего места оператора сети
В данном дипломном проекте решается задача строительства сети 3G в г. Казани. В режиме эксплуатации данная сеть не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала в технологическом помещении. В операторской находится рабочее место оператора связи по обслуживанию транспортной сети оборудованное двумя персональными компьютерами с мониторами принтером.
При организации рабочего места должны учитываться следующие требования:
-достаточное рабочее пространство позволяющее человеку осуществлять необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании;
-оптимальное размещение оборудования;
-необходимое естественное и искусственное освещение;
-наличие необходимых средств защиты работающего персонала от воздействия вредных и опасных производственных факторов.
Большую часть своего рабочего времени персонал проводит за ЭВМ. Необходимо помнить что длительная работа за компьютером приводит к возникновению различных заболеваний. Например наблюдается быстрая утомляемость глаз головные боли раздражительность нарушение сна усталость боли в пояснице запястье и шее. Основным источником этих проблем является дисплей с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) которая представляет собой источник наиболее вредных излучений неблагоприятно влияющих на здоровье оператора.
Защита от электромагнитного воздействия ЭЛТ обеспечивается специальными экранами с электропроводящей поверхностью. В конструкции этих экранов предусмотрена возможность заземления электропроводящей поверхности которая защищает от электромагнитных воздействий.
Для устранения бликов от осветительных приборов или естественного света на экране дисплея используются защитные фильтры. Зрение оператора больше всего страдает от изменения яркости монитора недостаточной контрастности изображения посторонних бликов и близкого расположения от экрана монитора. Защитный экран уменьшает общую яркость монитора в тоже время детали изображения с малой яркостью остаются хорошо видимыми так как общая контрастность увеличивается снижается внешняя освещенность экрана устраняются блики.
Постоянный шум приводит к быстрой утомляемости головной боли бессоннице нервозности ослабляет внимание. Необходимо чтобы уровень шума в помещениях не превышал допустимых пределов звукового давления на рабочих местах. Снижение шума достигается следующими методами:
-уменьшение шума в источнике;
-акустическая обработка помещений;
-уменьшение шума на пути его распространения;
-рациональная планировка помещения.
Важную роль играет планировка рабочего места которая должна способствовать удобству выполнения работ экономии электроэнергии и времени оператора удобству обслуживания ЭВМ и отвечать правилам охраны труда.
Рабочее место оператора должно отвечать определенным эргономическим и техническим требованиям обеспечивать максимальную комфортность условий работы за компьютером способствовать сохранению работоспособности и хорошего самочувствия в течение дня.
Специалисты в области эргономики считают что для большинства людей комфортабельным рабочим местом является такое которое можно приспособить не менее чем для двух позиций при этом положение кресла дисплея клавиатуры манипулятора «мышь» и т.д. а также их качество должны каждый раз соответствовать выполняемой работе.
Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности при организации рабочего места оператора ЭВМ должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.
Эргономическими аспектами проектирования рабочих мест с ЭВМ в частности являются: высота рабочей поверхности размеры пространства для ног требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов возможность различного размещения документов расстояние от глаз пользователя до экрана документа клавиатуры и т.д.) характеристики рабочего кресла требования к поверхности рабочего стола регулируемость элементов рабочего места.
Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.
Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов средств труда и документации. То что требуется для выполнения работ чаще расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.
Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна быть в пределах 680-800мм. При отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725мм.
Модульными размерами (рис.3.1) рабочей поверхности стола для ПЭВМ на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры следует считать: ширину 800 1200 1400мм глубину 800 и 1000мм при нерегулируемой высоте равной 725мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600мм шириной – не менее 500мм глубиной на уровне колен – не менее 450мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650мм.
Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки а также – расстоянию спинки до переднего края сиденья.
Рис.3.1 - Оптимальные параметры рабочего места оператора ЭВМ
Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног имеющей ширину не менее 300мм глубину не менее 400мм регулировку по высоте в пределах 150мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10мм.
Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300мм от края обращенного к пользователю или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности отделенной от основной столешницы. Важно правильно подобрать положение монитора и клавиатуры по высоте. При неудобном положении монитора могут возникать головные боли из-за напряжения мышц шеи и спины. Есть довольно простое правило: верхний край монитора должен находиться примерно на уровне глаз а угол между этим уровнем и центром экрана должен составлять 15 градусов. Проще всего подобрать соотношение положения глаз и монитора регулировкой высоты кресла.
Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда так и для повышения его привлекательности положительно влияющей на производительность труда.
При работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой головные боли раздражительность нарушение сна усталость и болезненные ощущения в глазах в пояснице в области шеи и руках.
Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры влажности и скорости движения воздуха а также температуры окружающих поверхностей. По этой причине указанные характеристики приняты в качестве нормируемых параметров микроклимата.
Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие сочетания параметров микроклимата которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции создают ощущение теплового комфорта и способствуют поддержанию высокого уровня работоспособности.
Допустимыми условиями считаются такие параметры микроклимата которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции не выходящих за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений здоровья но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения и понижение работоспособности.
Поэтому в производственных помещениях должны обеспечиваться по возможности оптимальные параметры микроклимата.
Нормирование параметров микроклиматических условий осуществляется согласно СниП 2.04.05–68 в зависимости от категории работы. Существует 3 категории работ в зависимости от энергозатрат организма
Работа в диспетчерской относится к категории Ia – легкая физическая работа – производится сидя и не требует физического напряжения. Оптимальные и допустимые параметры микроклимата для этой категории работ в теплый и холодный период года приведены в таблице 3.1
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата
Для рационального освещения необходимо выполнение следующих условий:
- постоянная освещенность рабочих поверхностей во времени (колебание напряжения в сети не должны превышать 4% и выходить за пределы установленных норм);
- достаточная и равномерно распределенная яркость освещаемых рабочих поверхностей;
- отсутствие резких контрастов между яркостью рабочей поверхности и окружающего пространства;
- отсутствие резких и глубоких теней на рабочих поверхностях и на полу в проходах что достигается правильным расположением светильников а также увеличением отражения света от потолка и стен помещения и освещаемых рабочих поверхностей.
На предприятиях связи для освещения производственного помещения применяется общее освещение с равномерным (симметричным) размещением ламп.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей вынос потенциала разряд молнии и т. п.).
Эквивалентом земли может быть вода реки или моря каменный уголь в карьерном залегании и т. п.
Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Защитное заземление следует отличать от других видов заземления например рабочего заземления и заземления молниезащиты.
Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи например нейтральных точек обмоток генераторов силовых и измерительных трансформаторов дугогасящих аппаратов реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители разрядники резисторы и т. п.
Заземление молниезащиты — преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.
Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя) а также путем выравнивания потенциалов основания на котором стоит человек и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания на котором стоит человек до значения близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
Для контура заземления будем использовать стальные стержни диаметром 20 мм длиной 1 м заглубленные на 05 м. Полоса связи - стальная ширина полосы 20 мм. Почва - суглинок.
Расчет производится в следующем порядке:
Определяется норма сопротивления заземления Rн = 10 Ом т.к. напряжение питания до 1000В мощность до 100 кВА.
Определяем расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления приближенно по табл. 2 [Л.3.2 таб. 2]. Для суглинка ρ = 1102 Ом м2.
Выбираем схему размещения заземлителей на плане показанную на рисунке 24.
Рис3.2. Схема размещения заземлителей.
Число заземлителей выбираем 10 расстояние между ними (длина соединительных полос) - 2 м. Находим по табл. 4 [Л.3.2 таб. 4] коэффициент использования вертикальных заземлителей в=072; по табл. 5 [Л.3.17 таб. 5] коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя г = 075.
Определяем расчетное сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле приведенной в табл. 3 [Л.3.2 таб. 3]:
Здесь: ρ - удельное сопротивление грунта 0м·м;
t - глубина заложения заземлителя;
а - длина соединительной полосы;
ro - радиус трубы (рис. ).
Рис.3.3 Внешний вид и размеры заземлителя (а) и соединительной полосы (б).
Определяем сопротивление соединительных полос Rг без учета коэффициента использования по формуле:
l1=а(n-1) = 2(10-1) = 18м
Определяем сопротивление полученного контура:
Проверяем условие R Rн: R = 984 10 Ом. Так как сопротивление рассчитанного контура незначительно меньше установленной величины (10 Ом) то данный контур удовлетворяет нашим условиям.
3 Чрезвычайные ситуации. Построение дерева событий – Поражение электрическим током
Техносфера которая создана человеком для защиты от внешних опасностей по мере эволюции пр-ва сама становится источником опасности. Необходимо предусматривать ряд мер для защиты от них а также научится прогнозировать появление такого рода опасностей.
Переход от примитивного оборудования безопасность при эксплуатации которого решалась в рамках охраны труда к автоматизированным системам управления производственными процессами предусматривает создание теории безопасности которое базируется на дисциплинах: экология охрана труда математика физика специальные дисциплины.
В решении вопросов теории чрезвычайных ситуаций в свое время находилась космонавтика.
Классификация и общие характеристики чрезвычайных ситуаций
Чрезвычайная ситуация — внешне неожиданная внезапно возникающая обстановка которая характеризуется резким нарушением установившегося процесса оказывающая значительное отрицательное влияние на жизнедеятельность людей функционирование экономики социальную сферу и окружающую среду.
Условия возникновения ЧС
Наличие потенциальных опасного и вредного производственных факторов при развитии тех или иных процессов.
Действие факторов риска
высвобождение энергии в тех или иных процессах;
наличие токсичных биологически активных компонентов в процессах и т.д.
Размещение населения а также среды обитания.
этап. Стадия накопления тех или иных видов дефекта. Продолжительность: несколько секунд — десятки лет.
этап. Инициирование ЧС.
этап.Процесс развития ЧС в результате которого происходит высвобождение факторов риска.
этап.Стадия затухания. Продолжительность: несколько секунд — десятки лет.
Общий анализ опасностей
Любой производственный комплекс или технологическая система состоит из таких элементов как различные виды оборудования материалы обслуживающий персонал окружающая производственная среда. Опасные состояния вызываются одним или несколькими элементами приводящими к отказам в системе. В анализе опасностей можно выделить три этапа:
) идентификация опасностей;
) логические процедуры формулирования различных вариантов решений и мероприятий;
) выбор наилучшего решения для обеспечения безопасности.
Стадия идентификации опасностей выполняется на основе качественного анализа. Первый шаг к ликвидации опасностей - их выявление. Анализ включает: определение потенциальных источников опасности которые могут вызвать аварии например при новой технологии; выявление опасностей которые маловероятны но могут привести с серьезным последствиям; устранение из рассмотрения опасностей которые практически несущественны. Оценка каждой опасности включает изучение вероятности ее появления а также серьезности травм или повреждений к которым может привести авария. Прежде всего должны устраняться серьезные опасности. Качественный анализ выявления опасностей включает их ранжирование по четырем разделам: серьезность вероятность затраты действия.
Детальный анализ опасностей
В настоящее время существует несколько методов анализа опасностей и степени риска. Один из них называется методом структурных схем. По этому методу изучаемый объект представляется в виде системы элементов для которых определяется количественная мера вероятности отказов. Используются приемы и понятия теории надежности (параллельная и последовательная схема соединения резервирование и др.) и для этих схем определяются показатели надежности. Структурные схемы применяются для расчета вероятности отказов при условии что в каждом элементе одновременно возможен только один независимый отказ. Подобные ограничения вызвали появления других методов анализа имеющих преимущества в том что позволяют оценивать не только надежность но и безопасность. Они учитывают не только отказы технических устройств но и ошибки в действиях человека-оператора масштаб и последствия опасности.
Анализ с помощью дерева событий применяется для определения основных последовательностей и альтернативных результатов отказов но не пригоден для параллельных схем соединений элементов.
Анализ последствий по видам отказов ориентирован в основном на аппаратуру и оборудование и не учитывает сочетания отказов и человеческого фактора.
Наиболее перспективным является анализ с помощью дерева отказов. Этот метод
имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:
- четкая ориентация на отыскание отказов выходов из строя;
- учет отказов оборудования и человеческого фактора (ошибки неправильны решения нарушение технологий и др.) в общей системе "человек-машина";
- наличие графического материала дает большую наглядность что позволяет проникнуть в процесс работы системы и поочередно детально анализировать отдельные элементы системы и отдельные отказы;
- возможность эффективного качественного и количественного анализа риска.
Методика построения дерева отказов (этап качественного анализа).
Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа включающих несколько процедур. Процесс синтеза включает:
Определяется наиболее общий уровень на котором должны быть рассмотрены все события являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы(например взрывы загорания поражения электротоком выброс токсичных веществ и др.).
События разделяются на группы которые формируются по некоторым общим признакам например по одинаковым причинам возникновения (организационные технические причины; среди технических могут быть неисправности электрических гидравлических систем и т.д.).
Используя общие признаки выделяется одно событие к которому приводят все события каждой группы. Это событие будет головным и должно рассматриваться с помощью отдельного дерева отказов. В последующем такие деревья отказов по отдельным группам будут соединяться логическими операциями в общее дерево отказов.
Процесс анализа производится в обратной последовательности методом дедукции по схеме "сверху-вниз" и включает следующие процедуры.
Выбирается головное событие которое должно быть предотвращено. В одной системе могут рассматриваться несколько головных событий являющихся вершинами различных групп событий.
Определяются все первичные и вторичные события которые могут вызвать головное событие.
Определяются отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций "И" и "ИЛИ".
Определяются исходные величины необходимые для дальнейшего анализа каждого из событий выявленных на этапе 2 и 3. Для каждого вызывающего события повторяются этапы 2 и 3 при этом термин "головное событие" теперь будет относиться к данному событию-причине которое продолжают анализировать.
Продолжают этапы 234 до тех пор пока либо все события не выразятся через основные события либо нецелесообразно дальнейшее дробление из-за незначительности события отсутствия данных и т.п.
Представляют события в виде диаграммы используя символы и условные операторы "И" и "ИЛИ". Обычно для каждой системы необходимо строить несколько деревьев отказов для различных категорий головных событий имеющих разные последствия по серьезности. Ниже рассмотрим пример построения дерева отказов.
Рисунок 3.4. Дерево отказов
Методика построения дерева отказов.
Цель количественного анализа состоит в определении величины риска наступления нежелательного события оценки эффективности различных мероприятий направленных на уменьшение риска и выбор альтернативных решений по отношению "затраты - степень безопасности". Количественный анализ заключается в определении вероятности завершающего головного события исходя из вероятностей начальных исходных событий. Количественную меру исходных событий выбирают из имеющейся статистики о надежности элементов технических систем об отказах. Что касается неправильных действий и ошибок человека-оператора то количественную меру ошибок выбирают исходя из анализа происшедших случаев травматизма аварий и т.д. количественную меру тех или иных исходных событий можно получить и из статистики подобных или таких событий путем анализа схожих ситуаций проведением экспертных оценок.
Определив вероятность реализации первичных событий проводят вычисление вероятности наступления завершающего события по всем самостоятельным ветвям.
Для статически независимых событий при логической схеме "ИЛИ" вероятность появления завершающего выходного события в общем случае имеет вид [3.3]:
где РО - вероятность реализации выходного события Pi - вероятность появления 1-го входного события п - число входов.
Если имеется схема с двумя входами: а и b - статистически независимые события то вероятность появления выходного события имеет вид:
РО = Р(а)+Р(Ъ)-Р(а)Р(Ь)
Если произведение Р(а)Р(Ь) очень мало то полученное выражение можно записать [3.3]:
В случае схемы "ИЛИ" с п входами можно использовать приближенное соотношение:
PO=P(a)+P(b)+P(c)+.. .+P(n)
Это приближенное выражение дает хорошие результаты если вероятности появления элементарных событий Р(а)Р(Ь)Р(с) очень малы и дает точный результат если события аЬс являются несовместимыми.
В случае схемы "И" для n статистически независимых входных событий вероятность появления выходного события определяется по правилу умножения вероятностей [13]:
Таким образом используя соотношения для дерева отказов любой протяженности можно вычислить вероятность наступления головного события исходя из имеющейся вероятности первичных событий. Определим количественную меру безопасности (опасности) с использованием дерева отказов на следующем примере.
Для начала зададим следующие значения: Р1=001
Вычисляем: РЗ=Р1+Р2=001+0001=0011
Р6=Р4+Р5=0001+01=0101
Р7=РЗ+Р6=0011+0101=0112
РО=Р7*Р8*Р9*Р10=0112*01*0001*1=112*10-5
Итог: вероятность поражения человека электрическим током в случае попадания напряжения на рабочее место в нашем случае равна 112*10-5.
Путем повышения качества обучения человека правилам ТБ и поведения в чрезвычайных ситуациях риск поражения электрическим током можно уменьшить:
Р6=Р4+Р5=0001 +005=0051
Р7=РЗ+Р6=0011+0051=0062
РО=Р7*Р8*Р9*Р10=0062*005*0001*1=31*10-6
В рассмотренном случае головным событием является поражение человека электрическим током. Реализация этого события возможна при совпадении следующих событий - рабочее место находится под напряжением "И" человек находится на рабочем месте «И» произошла чрезвычайная ситуация "И" поведение человека в этой ситуации ошибочно.
Сама чрезвычайная ситуация может возникнуть при реализации любого из следующих событий: отсутствие защитного заземления или нарушение инструкции по ТБ.
При проведении оценки возможности реализации головного события необходимо учитывать квалификацию человека находящегося на рабочем месте его жизненный опыт его психологическое состояние и состояние его здоровья при выполнении работ на высоте. От этих факторов зависит степень реализации событий дерева отказов связанных с действиями человека (ошибочное поведение в чрезвычайной ситуации нарушение правил ТБ отсутствие или неправильное использование СИЗ).
Мероприятия по защите от поражения электрическим током
Безопасность электроустановок обеспечивается следующими мерами защиты:
недоступностью токоведущих частей
защитным заземлением
выравниванием потенциалов
автоматическим отключением
предупредительной сигнализацией надписями и плакатами.
Электрическая изоляция выполняется из диэлектриков -резины и полимерных материалов. Повреждение изоляции является основной причиной поражения электрическим током. Для проверки надежности изоляции используется прибор мегомметр. Проверка электрического сопротивления изоляции должна проводится не реже 1 раза в год в помещениях без повышенной опасности в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не реже двух раз в год. Если сопротивление изоляции снижается на 50% от первоначальной величины необходима ее замена.
Изоляция силовой и осветительной электропроводки считается достаточной если ее сопротивление между проводом каждой фазы и землей или между разными фазами составляет не менее 05 МОм.
Недоступность токоведущих частей обеспечивается установкой защитного ограждения в виде шкафов кожухов ящиков из металла. Для этой цели может применяться также различного вида блокировки которые обеспечивают автоматическое снятие напряжения со всех элементов электроустановки при ошибочных действиях оператора.
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей оборудования которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления состоит в устранении опасности поражения электрическим током при появлении случайного напряжения на деталях электрооборудования в момент замыкания на корпус токоведущих частей. Защитное заземление снижает напряжение прикосновения и шага до безопасных значений что обеспечивается меньшим значением электрического сопротивления.
Защитное зануление применяется в 3-фазных 4-проводных сетях с заземленной нейгралью. Оно заключается в преднамеренном электрическом соединении нетоковедущих частей оборудования которые могут оказаться под напряжением с нулевым проводом. При этом в случае пробоя на корпус т.е. замыкании между фазным и нулевым проводом протекающие большие токи выводят из строя плавкие предохранители или вызывают срабатывание автоматов отключающих электроустановку
Выравнивание потенциалов применяется в помещениях с повышенной электроопасностью для снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи к которым возможно одновременное прикосновение человека или животного. По мере удаления от заземленных частей потенциал поверхности земли будет уменьшаться опасность поражения будет возрастать с целью снижения этой опасности металлические детали (стойла транспортеры трубопроводы) соединяются со стальной полосой уложенной по полу.
Автоматическое отключение - быстродействующая релейная защита обеспечивающая отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током. Она применяется в первую очередь в передвижных электроустановках где трудно обеспечить защитное заземление.
Предупредительная сигнализация - мигающие или постоянно горящие лампочки сигнализирующие о наличии на установке или в сети электрического тока. Это также предупредительные знаки: «Осторожно! Электрический ток!» таблички-указатели с надписями: «Не включать - работают люди!» «Опасно - высокое напряжение!» «Не влезай - убьет!»
1Бабкин Г.Д. и др. Безопасность работы операторов ПЭВМ: Метод. указания.– Казань 1999.–28 с.
2Расчет заземляющего устройства. Методические указания к дипломному проектированию. Казань: КАИ им. Туполева 1990 24стр.
3Романовский В. В. « Инженерный анализ безопасности оборудования и оценка риска с использованием «дерева – отказов»». Методическое указание к выполнению дипломного проекта. – Казань: КГТУ.

Microsoft Word Document.doc

USIM - модуль идентификации абонента UMTS
ПО – подвижное оборудование
RNC - контроллер радиосети
RBS – базовая станция радиосети
RXI - концентратор сети доступа
HLR - регистр домашнего местонахождения по месту регистрации
MSCVLR – это коммутатор (MSC) и база данных (VLR) которые предоставляют услуги по текущему местоположению ПО по коммутации каналов (CS)
GMSC (шлюзовой MSC) – это коммутатор в точке где UMTS PLMN соединяются с внешними сетями CS
SGSN- узел по обеспечению услуг GPRS
GGSN - узел по обеспечению межсетевого перехода GPRS
PLMN (Public Land Mobile Network) - интегрированная цифровая сотовая сеть
PSTN ( Public Switched Telephone Network) – телефонная сеть общего пользования
ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровые сети интегрального обслуживания

1.3 Виды транспортных сетей.doc

1.3 Виды транспортных сетей
Линии связи. Их достоинства и недостатки
Непременным и одним из наиболее сложных и дорогостоящих элементов связи являются линии связи (ЛС) по которым передаются информационные электромагнитные сигналы от одного абонента (станции передатчика регенератора и т.д.) к другому (станции регенератору приемнику и т. д.) и обратно. Очевидно что эффективность работы систем связи во многом предопределяется качеством ЛС их свойствами и параметрами а также зависимостью этих величин от частоты и воздействия различных факторов включая мешающие влияния сторонних электромагнитных полей.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть связующими элементами между узлами которой является волоконно-оптические линии связи. Технологии волоконно-оптических сетей помимо вопросов волоконной оптики охватывают также вопросы касающиеся электронного передающего оборудования его стандартизации протоколов передачи вопросы топологии сети и общие вопросы построения сетей. ВОЛС в основном используются при построении объектов в которых кабельная сеть должна объединить многоэтажное здание или здание большой протяженности а также при объединении территориально-разрозненных зданий.
Преимущества ВОЛС: передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю. Стремительное внедрение в информационные сети оптических линий связи является следствием преимуществ вытекающих из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.
- Широкая полоса пропускания обусловлена чрезвычайно
высокой частотой несущей 1014Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько террабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.
- Малое затухание светового сигнала в волокне. Выпускаемое в
настоящее время отечественными и зарубежными производителями
промышленное оптическое волокно имеет затухание 02-03 дБ на длине волны 155 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100км и более.
- Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.
Высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи электродвигательные установки и т.д.). В многоволоконных кабелях также не возникает проблемы перекрестного влияния электромагнитного излучения присущей многопарным медным кабелям.
- Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например 900-парный телефонный кабель диаметром 75 см может быть заменен одним волокном с диаметром 01 см. Если волокно "одеть" в множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней диаметр такого ВОК будет 15 см что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.
- Высокая защищенность от несанкционированного доступа.
Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне то передаваемую по нему информацию трудно подслушать не нарушая приема-передачи. Системы мониторинга (непрерывного контроля) целостности оптической линии связи используя свойства высокой чувствительности волокна могут мгновенно отключить "взламываемый" канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам так и разной поляризации) имеют очень высокую чувствительность к колебаниям к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных банковских и некоторых других специальных службах предъявляющих повышенные требования к защите данных.
- Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических "земельных" петель которые могут возникать когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети связанные медным кабелем имеют заземления в разных точках здания например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемыпросто нет.
- Взрыво - и пожаробезопасность. Из-за отсутствия новообразования оптическое волокно повышает безопасность сета на химических нефтеперерабатывающих предприятиях при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
- Экономичность BOK. Волокно изготовлено из кварца основу которого составляет двуокись кремния широко распространенного а потому недорогого материала в отличие от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбитс.
- Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон этот процесс значительно замедлен и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколенийстандартов приемо-передающих систем.
- Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако в этих случаях можно использовать смешанный кабель когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом. Такой кабель широко используется как в России так и за рубежом.
К недостаткам оптических кабелей можно отнести:
- Подверженность волоконных световодов радиации за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание;
- Водородная коррозия стекла приводящая к микротрещинам
световода и ухудшению его свойств;
- Стоимость интерфейсного оборудования. Электрические
сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики и приемники остается пока еще довольно высокой. При создании оптической линии связи требуется высоконадежное специализированное пассивное коммутационное оборудование оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение оптические разветвители аттенюаторы.
- Монтаж и обслуживание оптических линий. Стоимость работ по монтаж тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. Если же повреждается ВОК то необходимо осуществлять сварку в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды.
Радиорелейные системы передачи
Бывают такие случаи когда организовать передачу информации посредством оптического волокна оказывается очень невыгодным вследствие дорогой его прокладки на определенном участке трассы или др. причины. В таких случаях передавать информацию можно по радиорелейным линям (РРЛ).
Это связано со следующим преимуществом РРЛ:
- не требуется дорогостоящая прокладка кабеля и дорогостоящее оборудование т.е экономичность данной линии связи
РРЛ обладает рядом недостатков:
меньшая по сравнению с ВОЛС полоса пропускания (ГГЦ)
вследствие этого более низкая пропускная способность РРЛ
затухание сигнала при передаче что связано с рядом причин:
ослабление радиоволн в гидрометеорах
Тропосферная рефракция волн в том числе замирания связанные с экранирующим действием препятствий вследствие изменения градиента диэлектрической проницаемости
интерференция прямой волны и волны отраженной от земной поверхности и слоистых образований в тропосфере.
Вывод: основной задачей при проектировании транспортных сетей является выбор соответствующей линии связи на соответствующем участке транспортных сетей.
Технологии (PDH SDH)
В настоящее время актуальны транспортные технологии такие как PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия) SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия).
Кратко опишем каждую из них: PDH.
Схемы PDH были разработаны в начале 80х. Всего разработано три стандарта:
Принята в США и Канаде в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала (ПЦК-DS1) была выбрана скорость 1544 кбитс и давала последовательность DS1DS2DS3DS4 или последовательность вида: 1544631244736274176 кбитс. Это позволяло передавать соответственно 24 96 672 и 4032 канала DS0 (Основной Цифровой Канал - 64 кбитс);
Принята в Японии использовалась та же скорость для давала последовательность DS1DS2DSJ3DSJ4 или последовательность вида:154463123206497728 кбитс что позволяло передавать 24 96 480 или 1440 каналов
Принята в Европе и Южной Америке в качестве первичной была
выбрана скорость 2048 кбитс и давала последовательность
Е1Е2ЕЗЕ4Е5 или 2048844834368139264564992 кбитс. Указанная
иерархия позволяла передавать 30 120 480 1920 или 7680 каналов
затруднённый вводвывод цифровых потоков в промежуточных
отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;
многоступенчатое восстановление синхронизма требует достаточно большого времени;
Указанные недостатки PDH а также ряд других факторов привели к разработке в США ещё одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). Но из-за неудачно выбранной скорости передачи для STS-1 было принято решение отказаться от создания SOKET а создать на её основе SONETSDH. Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице 1.
Таблица 1.4 - Скорости передач иерархии SDH
Скорость передачи Мбитс
Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков РВН в системы SDH.
В системе SDH производится синхронное мультиплексирование демультиплексирование которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH которые передаются в сети SDH.
С помощью технологии SDH можно построить практически любую топологию сети:
- топология «точка - точка»;
- топология «последовательная линейная цепь»;
- топология «уплощенное кольцо»;
- топология «двойное кольцо».
Вывод: одной из задач при проектировании транспортных сетей для сетей беспроводной связи является выбор одной из описанных выше технологий исходя из нагрузки на данную сеть и требуемой скорости передачи информации.[1.6]

1.10 Разработка плана размещения оборудования БС.doc

1.10 - Разработка плана размещения оборудования БС
Данный пункт отражает вопросы установки оборудования БС на одном из узлов проектируемой сети. На остальные узлах размещение оборудования может быть выполнено аналогичным образом.
Требования предъявляемые к помещениям для размещения оборудования
При проектировании помещений узлов связи необходимо руководствоваться следующими документами:
- РД 45.120-2000. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети;
- ВСН 332-93. Инструкция по проектированию электроустановок
предприятии и сооружений электросвязи проводного вещания радиовещания и телевидения;
- ПОТ РО-45-005-95. Правила по охране труда при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания (радиофикации);
- ПОТ РО-45-007-96. Правила техники безопасности при работах на телефонных станциях и телеграфах;
- ВСН 45.122-77. Инструкция по проектированию искусственного освещения предприятий связи;
- ВСН 116-93. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи;
- ГОСТ 464-79. Заземление для стационарных установок проводной связи радиорелейных станций радиотрансляционных узлов и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;
- СНиП 21-01-97. Противопожарная безопасность зданий и сооружений
- СНиП 2.09.02-85. Производственные здания;
Требования к помещениям с оборудованием определяются паспортными требованиями аппаратуры к параметрам окружающей среды и нормативными документами.
Условия эксплуатации
- Аппаратура должна быть рассчитана на работу в отапливаемых обслуживаемых и необслуживаемых станционных помещениях с температурой от 5°С до 40°С относительной влажности воздуха не выше 85 % при 30°С и атмосферном давлении не ниже 60 кПа (450 мм рт. ст.).
- Аппаратура предназначена для круглосуточной непрерывной эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала и проведения профилактических работ. Замена поврежденных блоков не содержащих элементов эксплуатационной настройки должна выполняться без регулировки аппаратуры.
Состав проектируемого оборудования БС определен в соответствии со схемой организации связи.
Проектируемое оборудование в составе:
- Main Unit RBS 3418 (4U)
- источник питания ИБЭП-22048(60)-60 (6U)
- коммутационная панель Connection Field (CF) (2U)
- мультиплексор LucentWaveStar AM-1 (2U)
- оптический кросс ODF (1U)
устанавливаются в 19” стойку которая размещается в существующем помещении удовлетворяющем вышеуказанным требованиям.
План размещения оборудования узла BS приведен на рис 1.17. «План размещения оборудования БС». Фасад стойки показан на рис. 1.18.
Рисунок 1.17 – План размещения оборудования БС
Рисунок 1.18 - Фасад стойки оборудования БС
Так как RBS у нас являются 3х секторными то нам потребуется 3 RRU.
Вариант размещения RRU и антенны WCDMA показаны на рис.1.19
Проектом предусматривается использование существующей на объектах инженерной инфраструктуры (вентиляция теплоснабжение водоснабжение канализация электроосвещение и первичные источники электропитания).
Цифровые потоки STM-1 от мультиплексора выводятся на проектируемый оптический цифровой кросс ODF. Для прокладки оптических кабелей от телекоммуникационной стойки устанавливается кабельрост. Питание для ИБЭП берется от существующего щита.
Подача защитного заземления выполняется с шины заземления расположенной в аппаратной.
Пожарная безопасность во всех помещениях в которых запроектирована установка оборудования обеспечивается существующими средствами пожаротушения объектов. В соответствии с ВСН 333-93 "Проводные средства связи и почтовая связь. Производственные здания» здания АТС при количестве этажей до шести относятся ко II-ой категории по степени огнестойкости. Установка проектируемого оборудования не изменяет категории помещений по взрыво- и пожароопасности.
В качестве профилактических мер по предупреждению пожаров на станционных сооружениях в проекте предусматривается выбор кабелей рекомендованных для прокладки в помещениях.
К обслуживанию оборудования сети передачи данных допускаются лица имеющие группу электробезопасности не ниже III.
Свободные концы патч-кордов оптических и контакторов оборудования должны быть закрыты специальными защитными колпачками.
Работы по монтажу (и демонтажу) изделий связанных с опасностью засорения или ожога глаз следует производить в защитных очках.
При использовании переносных измерительных приборов необходимо соблюдать требования безопасности изложенные в разделе 9 ПОТ РО 45-007-96.
Средства защиты применяемые для предотвращения или уменьшения воздействий опасных и вредных производственных факторов возникающих при электромонтажных работах должны соответствовать ГОСТ 12.4.011-89.
Во время монтажа не допускается загромождать проходы материалами неиспользуемым оборудованием.
Все работы связанные с измерениями переносными приборами должны выполняться бригадой состоящей не менее чем из двух человек один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III.
Металлические корпуса измерительных приборов должны быть заземлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0. При этом заземление должно быть осуществлено до начала работы приборов а снято после окончания работы приборов.
Подключение и отключение переносных приборов не требующих разрыва первичной электрической цепи допускается под напряжением при условии применения проводов с высокой электрической изоляцией и специальных изолирующих наконечников. Размер изолирующей рукоятки должен быть не менее 200мм.
В аппаратуре приняты необходимые меры по обеспечению бесопасности персонала при монтаже испытаниях и в процессе эксплуатации аппаратуры в отношении механических травм поражения электирическим током и лазерным излучением. Безопасность обеспечивается рациональной конструкцией и режимами функционирования аппаратуры а также предупреждающими надписями и инструкциями укахывающими правильные методы работы. Вводы питания и предохранители закрыты от случайного касания. Предохранители имеют маркировку с указанием номинального тока.

Ekonomika3g.cdw

Экономическая эффективность
дипломного проекта на тему:
Построение сети 3G для г. Казани
- затраты на маркетинговые исследования:
- затраты на изучение теории маркетинга
- затраты на рекламу
- затраты на получение информации
- затраты на командировки инженеров-маркетологов
- затраты на конструирование:
- затраты на оформление чертежей
- затраты на выполнение текстовых документов
- затраты на формирование текстовых материалов
- затраты на проверку технической документации
- затраты на нормоконтроль
- затраты на приобретение оборудования:
- затраты на строительство и монтаж
- затраты на основную зарплату
- затраты на дополнительную зарплату
- затраты на отчисления в социальные нужды
- затраты на транспорт
Отчисления в бюджет в руб. 24% П
Прибыль предприятия в руб. 76% П
- затраты на приобретение лицензии
Статьи затрат в рублях на проектирование сети
Общие затраты на освоение услуги:
Источник получения и распределения прибыли
Срок окупаемости (эффективность проекта)

экономика_3g.doc

5 Определение экономической эффективности дипломного проекта
Целью данного дипломного проекта является проектирование сети связи 3G в г. ..
Далее приведем расчет затрат на проектирование внедрение эксплуатацию и расчет окупаемости проекта. Для расчета срока окупаемости и экономической эффективности разработанной сети необходимо разработать тарифные планы и предусмотреть степень подключаемости абонентов к сети т.е. поступление платежей. Но это предполагает проведение маркетинговых исследований в сфере рынка операторов сотовой связи и разработки полного бизнес-плана. Поэтому расчет в рамках дипломного проекта будем вести в укрупненных расчетах.
1 Затраты на приобретение оборудования и его монтажа
Таблица 5.1 – Расчет затрат на приобретение оборудования
Наименование оборудования
Цена за единицу тыс.тенге
Общая цена тыс.тенге
Стойка телекоммуникационная
Источник питания ИБЭП-22048(60)-60
Мультиплексор LucentWaveStar AM-1
Транспортные расходы 4%
Расчет затрат на строительство и монтаж оборудования.
Расчет производится по формуле:
где – основная зарплата тенге; – отчисления на социальные нужды тенге; - затраты на транспорт тенге.
где – суммарная трудоемкость работ на строительство (ч); – величина тарифа тенгеч (согласно методике тенгеч).
Тогда основная зарплата составит:
Дополнительная зарплата:
где qдоп.- норматив дополнительной заработной платы (30 - 200%).
Отчисления на социальные нужды выражаются формулой:
где qотч – норматив отчислений на социальные нужды %; (36%).
Затраты на транспорт составят 600 тыс.тенге.
Тогда затраты на строительство и монтаж оборудования:
Затраты на приобретение лицензии на предоставление услуги.
Затраты на приобретение лицензии на предоставление услуги 3G и выделение частот = 1250 тыс.тенге.
Таким образом затраты на освоение услуги будут равны:
Зосв =2263172+12415+1250=22656635 тыс. тенге
2 Формирование цены услуги
Таблица 2.10 - Калькуляция себестоимости на единицу предоставляемых услуг
Абонентская плата за пользование сетью в месяц
Сеть рассчитана на число абонентов - 336060 (абоненты будут подключаться постепенно в течении нескольких лет). В течении первого нескольких лет планируется подключить 30 000 абонентов. Абоненты будут подключены постепенно поэтому введем коэффициент 03.
Среднестатический абонент использует 50смс 200 мин разговора 100Мбайт информации в месяц.
Значит получаем 50х25руб+200х5руб+100х25руб=1375 тыс.тенге в месяц выходит в среднем на одного абонента 3G.
3 Расчет эксплуатационных затрат
Расчет эксплуатационных затрат (ЗЭКСПЛ.).
Эксплуатационные расходы складываются из следующих статей:
- амортизационные отчисления (ЗАМОРТИЗ.);
- затраты электроэнергии (ЗЭЛ..);
- затраты на материалы и запасные части (ЗМ.);
- затраты по труду (ЗТРУД.);
- затраты на прочие производственные и административно - хозяйственные расходы (ЗПРОЧ.);
Амортизационные отчисления (10%).
ЗАМОРТИЗ. = Зобор х 01
ЗАМОРТИЗ.= 2115039х01 = 211504 тыс. тенге
Энергия технологическая.
Рассчитывается по формуле:
где М – мощность оборудования кВт; ФНО – номинальный фонд времени работы оборудования час; КМ – коэффициент использования оборудования по мощности; КВР – коэффициент использования оборудования по времени; КП – коэффициент учитывающий потери электроэнергии в сети (105); ЦЭ – стоимость 1 кВтчас. электроэнергии тенге.
ЗЭЛ.= 67*085*24*30*105*7=30138 тенгемесяц
Расходы на материалы и запасные части (ЗМ.).
Расходы на материалы и запасные части составляют 5% от стоимости оборудования:
ЗМ. = 2115039х 005 =105752 тыс.тенге
При введении оборудования в эксплуатацию в штатное расписание будут введены 2 техника и 1 инженер. Оклад инженера будет составлять 60000 тенге. Оклад техников составляет 32500 тенге. При расчете расходов по труду будет учитываться заработная плата только этих работников.
Расчёт расходов по труду проведём по формуле:
Т = (aiхmi) х12 х12 х126
где a m 12 - месяцы; 12 - коэффициент учитывающий премии; 126 - коэффициент учитывающий отчисления на социальные нужды.
ЗТРУД = (60х1 + 325х2)х12х12х126 = 22680 тыс.тенге
Прочие затраты (ЗПРОЧ.) включают в себя:
а) расходы на страхование - 08% от стоимости оборудования.
ЗСТР. = 2115039х0008 = 16921 тыс. тенге
б) прочие административно - хозяйственные расходы.
Зхоз=04 ЗТРУД =04х22680=9072 тыс. тенге
Средняя цена аренды помещений по городу составляет 1600 - 2500 тенге за квадратный метр производственной площади в месяц. Взяв среднестатистическую стоимость в размере 2000 тенге рассчитаем затраты на аренду помещения.
Заренд = Цкв.м.S * N
где Цкв.м - стоимость одного квадратного метра площади; S – площадь помещения.
Заренд = 18х32 2000х12=138440 тыс. тенге
Таким образом общие эксплуатационные затраты складываются:
Зэкспл=3617+105752+22680+16921+9072+138440=296482 тыс. тенге
3 Распределение прибыли и определение срока окупаемости первоначально вложенного капитала
Источники получения и распределения прибыли.
где Ц – цена за единицу услуги; N – количество оказанных услуг в год.
Vпр = 1375х30000х03х12= 148500 тыс. тенге
8500- 296482 = 1188518 тыс. тенге
Отчисления в бюджет.
От полученной прибыли необходимо произвести отчисления в бюджет которые составляют 24% от общей прибыли:
П24=ПОБ·024=285244 тыс. тенге
Прибыль остающаяся в распоряжении предприятия.
Прибыль остающаяся в распоряжении предприятия составляет 76% от общей прибыли:
П76 = 903274 тыс. тенге
Зная затраты на освоение проекта и прибыль оставшуюся у предприятия найдем срок окупаемости (эффективность проекта):
Сок = 22656635 903274=25 года
Из расчета видно что разработанная система связи 3G окупиться минимум за 25 года.