Руководство по проектированию и строительству волоконно-оптических сетей широкополосного доступа FTTН в районах малоэтажной застройки (Часть 3.)

Часть 1.   Часть 2.  Часть 3.  Часть 4.  Часть 5.  Часть 6.

Основные термины и определения

1.7.3 Выбор технологии ВОЛС-ВЛ

В процессе планирования и принятия решения по выбору технологии оптической сети следует учитывать и принимать во внимание различные факторы, такие как конструкция, класс напряжения и состояние линии электропередачи, географические особенности региона, климат, желательное время инсталляции, вопросы, связанные с последующем гарантийным обслу- живанием, общая стоимость проекта и надежность системы. Несмотря на то, что начальное вложение капитальных затрат является важной статьей расходов, непродуманная эксплуатация оптической сети может существенно увеличить затраты и даже привести к значительным потерям не только телекоммуникационных услуг, но и поставок электроэнергии. Поэтому очень важно выбрать правильную систему оптической сети как с технической точки зрения, так и с экономической.

Метод протяжки или тяжения ОК является единственным, которым обычно рекомендуется производить подвеску и монтаж кабелей типа ОКСН. Метод раскатки и подвески ОК тяжением состоит в том, что сначала через монтажные блоки пропускают легкий шнур (что необязательно), который используется для протяжки более прочного тянущего каната (лидер-троса), к кото- рому затем крепят кабель ОК. В процессе протяжки кабеля осуществляется контроль его тяжения, и в процессе монтажа ОК обеспечивается необходимая величина усилия для его тяжения для установки проектных значений стрел провеса кабеля на каждом пролете между опорами линии электропередачи.
Основное оборудование, необходимое для раскатки и подвески ОК методом тяжения, включает тянущее устройство с катушкой или барабаном, натяжное устройство с барабаном ОК и тормозом (тормозную машину), монтажные блоки, устрой- ства, препятствующие скручиванию ОК, шарниры, витой кабельный зажим («чулок»).
Монтаж сети с применением кабеля типа ОКН осуществляется с использованием специального оборудования, которое поставляет фирма-производитель ОКН (навивная машина с комплектом вспомогательного оборудования). Таким образом, фирма-производитель поставляет не только ОК, но и предоставляет технологию подвески и монтажа ОКН. Это несколько сужает область применения ОКН, однако дает гарантии на смонтированный комплекс оптическая сеть — линия электро- передачи, в отличие от производителей ОКСН, которые, как правило, несут ответственность только за поставленный ОК. Монтажное оборудование для подвески ОКН малогабаритное и позволяет обеспечить высокую скорость монтажа, беспрерыв- ную работу, работу без снятия напряжения. Технология подвески ОКН является идеальным методом проведения монтажных работ при переходах ОК через водные преграды, городские кварталы и другие подобные объекты, а также в труднодоступной и горной местности. При этом не требуется возводить специальные сооружения при пересечении сетью автомобильных или железных дорог. Применение метода подвески ОКН позволяет строить сеть со средней скоростью прокладки примерно до 4 км кабеля за смену.

1.7.4 Влияние оптического кабеля на надежность оптических линий связи

Подробное рассмотрение вопросов и параметров надежности оптических линий связи выходит далеко за рамки настоящей брошюры и требует отдельного специального рассмотрения.
Основой для рассмотрения и комплексного анализа проблем надежности ВОЛС являются результаты, представленные и обобщенные в «Правилах проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше». Учет требований к ОК по показателям надежности и основных факто- ров, влияющих на надежность сети, позволяют определять допустимые параметры надежности составных частей и участков сети, что является крайне важным при планировании и проектировании.
Известно, что воздушные кабельные линии связи гораздо меньше подвержены повреждениям, нежели кабели, уложенные в грунт, главным образом из-за механизированных раскопок. Некоторые авторитетные источники заявляют, что повреждае- мость оптических сетей на линиях электропередач примерно в сто раз ниже, чем кабелей, уложенных в грунт.
Рассмотрим основные причины отказов сети. Существует ряд основных причин повреждения и выхода из строя:
– скрытый брак при производстве ОК;
– некачественный монтаж;
– неподходящая арматура;
– повреждения из-за влияния электромагнитного поля;
– вандализм;
– природные явления;
– самопроизвольный обрыв ОВ.
Скрытый брак при производстве ОК маловероятен ввиду того, что практически все производители ОК сертифицированы по системе ISO 9001, и контроль на стадии производства гораздо легче организовать, чем на более поздних стадиях. Это может произойти с любой из технологий. Некачественный монтаж обычно вскрывается при введении сети в эксплуатацию и в большинстве случаев может быть исправлен и устранен в сжатые сроки.
Неподходящая арматура — это основная проблема для ОКСН. Известно три механизма отказа сети по причине непод- ходящей арматуры: выскальзывание кабеля из натяжных зажимов; вибрация, приводящая к обрыву, из-за неправильного выбора и/или расположения крепления гасителей вибрации; раздавливание кабеля в зажимах. Для того чтобы избежать данных отказов, необходимо на этапе проектирования уделять внимание совместимости арматуры и кабеля, а также, следить за тем, что монтажные бригады подрядчика укомплектованы необходимым оборудованием (динамометрические ключи и пр.).
Отказы, возникающие вследствие влияния электромагнитного поля — это в основном проблема ОКСН, и только на линиях выше 110 кВ. Для избежания этого рекомендуется не применять ОКСН на линиях 220 кВ и выше и контролировать степень компетентности проектной организации, а методики расчета согласовывать с изготовителем кабеля.
Примерно треть всех повреждений, как правило, возникает в результате вандализма, в основном из-за стрельбы из охот- ничьих ружей. Наиболее уязвим здесь ОКСН, поскольку расположен ниже других кабелей. ОКН ввиду его малого диаметра повреждается существенно реже. Известны также случаи повреждения кабеля в результате падения опоры из-за столкновения автомобиля с ней, но вероятность подобных случаев пренебрежимо мала. Довольно частой проблемой является воровство ОК. ОКСН, как правило, разрубают по подозрению на содержание меди и оставляют на месте. ОКН в данном случае «защи- щен лучше», поскольку из-за малого диаметра вызывает меньший интерес в этом смысле. Во избежание описанных случаев рекомендуется учитывать при выборе технологии сети специфику местного населения, его душевой доход, наличие доступных пунктов по приему лома цветных металлов.
Природные явления и стихийные бедствия, например такие, как пожар под линией электропередач, могут повредить любой тип ОК. Но здесь опять ОКСН является наиболее уязвимым. Известны случаи, когда кабели ОКН успешно пережили несколько пожаров вблизи и под линией.
Усталость, накапливаемая ОВ, приводит к их обрыву в ОК. Этому явлению более подвержены ОК с плотной упаковкой волокон и существенно реже остальные типы ОК. Для предотвращения подобных случаев в расчетах времени жизни ОВ при проектировании сети необходимо задавать требуемую вероятность обрыва ОВ.

1.7.5 Влияние цены кабеля на стоимость сети

Рассчитать стоимость внедрения будущей сети трудно даже на этапе проектирования. Однако ниже в табл. 5 мы попы- тались дать некоторое представление о затратах на строительство линии на основе различных технологий, применявшихся в последние годы на линиях АО «Мосэнерго». Все приведенные ниже цифры достаточно условны, и мы не рекомендуем сравни- вать Ваши затраты с ними, они лишь отражают тенденции соотношения затрат между различными технологиями и дают общее представление о финансовой стороне дела. Для более точного определения используемой технологии с финансовой точки зрения необходимо также принимать во внимание будущую эксплуатацию ВОЛС. Нужно примерно представлять себе бюджет на эксплуатацию системы. Если делать выбор, основываясь только на стоимости ОК, то решение, пожалуй, будет неправильным. Также в приведенных ниже цифрах не были учтены следующие расходы, которые понесла энергосистема: расходы, свя- занные с обесточиванием ВЛ на время проведения работ; потрав посевов под ВЛ.

Таблица 5. Условная стоимость решений на кабелях различных типов

1.8 Рекомендации и комментарии

Выбор технологии строительства сети требует проведения серьезного технического и экономического анализа. Необходимо иметь в виду, что каждый проект сети по-своему уникален и единого подхода к решению задачи не существует. Ресурс линий электро- передачи как уникальной на сегодняшний день «воздушной канализации» для строительства оптических сетей далеко не исчерпан.

1.8.1 Для владельцев линий электропередач, водопроводных и газовых сетей

На вопрос энергетиков, нужно ли им самим строить оптические сети или это нецелесообразно, ответ однозначный — нужно. И чем раньше это будет сделано, тем больше преимуществ получит компания, имеющая в своем арсенале оптическую сеть и освоившая как строительство, так и эксплуатацию таких сетей. При создании сети самым затратным и длительным по време- ни является строительство магистральных и зоновых сегментов. В первую очередь это связано с необходимостью проведения дорогостоящих работ по укладке кабеля в грунт или строительству собственных воздушных линий связи. Владельцы линий электропередач, водопроводных и газовых сетей имеют преимущества по сравнению с другими организациями, планирующи- ми развернуть сеть: все работы по созданию инфраструктуры для прокладки кабелей связи являются для них дополнитель- ными, практически не требующими вложений, операциями, по завершению которых их владельцы становятся собственниками сети абонентского доступа. Сдача в аренду ВОЛС станет источником длительного и стабильного дохода для их владельцев. Важно отметить, что при строительстве сетей связи необходимо руководствоваться существующей нормативной и законада- тельной базой, что позволит избежать проблем во время строительства и возникновения перебоев в работе сети в будущем.
Наличие собственных информационных каналов позволяет легко организовать автоматический учет расхода электроэнер- гии, газа, воды, что позволяет сократить расходы на обслуживание приборов учета и съем показаний.

1.8.2 Для застойщиков и девелоперов

Организациям, занимающимся проектированием и строительством малоэтажных строений, необходимо уделять повышенное внимание инфраструктуре связи в возводимых объектах как к необходимому элементу развития бизнеса. Строительство телефонных сетей ЗМЗ в последние 30 лет выполнялось, в основном, с использованием медножильных кабелей низкого качества, возможности которых не удовлетворяют современным запросам абонентов. До сих пор суще- ствуют районы, в которых проводная связь отсутствует не только в «старом фонде», но и в новостройках. Альтернативой могла бы стать мобильная связь, но, решив проблему голосового трафика, в настоящее время она не может решить про- блему высокоскоростной передачи данных за приемлемую цену на гарантированной скорости. Застройщики и девелоперы все чаще сталкиваются с требованиями клиентов, приобретающих жилье, которые не заканчиваются наличием электро- и водоснабжения, но предусматривают подключение к высокоскоростной сети Интернет, телефонные услуги связи, а также качественный телевизионный сигнал.
Строительство распределительной сети в уже принятой в эксплуатацию ЗМЗ сопряжено с дополнительными расходами и доставляет заметное беспокойство жителям. Помимо этого, работы по строительству могут потребовать проведения дополнительного согласования с соответствующими коммунальными службами, ТСЖ или индивидуальными собственника- ми жилья. Поэтому строительство информационной инфраструктуры на начальном этапе параллельно со строительством остальных коммуникаций является наиболее эффективным. Затраты в данном случае минимальны, в отличие от затрат на строительство сети в помещениях с уже выполненной чистовой отделкой.
Помимо повышения ликвидности жилья, построенная инфраструктура связи может представлять интерес как самосто- ятельный актив, позволяющий обеспечить предоставление услуг связи жителям того или иного поселка. Не исключается и возможность продажи построенной распределительной сети одному из операторов связи.

1.8.3 Для товариществ собственников жилья и кооперативов

Очевидно, что строительство кабельной инфраструктуры для оптической сети доступа в ЗМЖ потребует больших удельных затрат на одного абонента, чем аналогичное строительство в городской черте. В первую очередь это связано с малой плотно- стью абонентов. Большая стоимость строительства сети является сдерживающим фактором для операторов связи, которые не спешат развертывать сети ШПД в ЗМЗ, хотя стабильный спрос на их услуги существует. Одним из варианов решения про- блемы является строительство распределительных сетей за счет владельцев домохозяйств (ТСЖ). Несмотря на увеличенные (по сравнению со стоимостью подключения абонента в городском секторе) капитальные вложения, направленные на закупку оборудования и строительство распределительной сети, существует возможность значительно сократить операционные рас- ходы. Данный подход предполагает ряд преимуществ:
– возможность выбора ОС с наиболее предпочительными условиями (соотношение абонентская плата / качество услуг);
– сокращение расходов на обслуживание сети, построенной «для себя» (исходя из 25-летнего срока службы);
– надежность и бесперебойность работы сети.
Исходя из вышесказанного, несложно сделать вывод о перспективах строительства сетей FTTH собственниками жилых помещений в ЗМЗ. Подойдя к этому вопросу технически и экономически продуманно, можно не только решить задачу раз- вития сетей ШПД, но и создать систему безопасности (видеонаблюдение и оповещение), а также обеспечить цивилизованную конкуренцию между ОС.
ТСЖ может стать собственником распредсети, гарантировать жильцам наличие услуги и получать абонентскую плату от провайдера за аренду сети.

1.8.4 Для операторов связи (ОС)

В настоящее время наблюдается существенный рост платежеспособного спроса на услуги ШПД в зонах малоэтажной застройки. Данный факт связан как с ростом доходов населения в целом, повышения интереса к предоставляемым сервисам, так и со снижением цен на услуги связи. При этом конкуренция между операторами связи в ЗМЗ существенно ниже по срав- нению с ситуацией, сложившейся в зонах многоэтажной застройки. ОС, первым «зашедший» в поселок, как правило, забирает всех активных абонентов, и строительство сетей другими ОС представляются экономически нецелесообразным. Все вместе взятое создает предпосылки для достижения существенно большего процента подключеных домохозяйств и, как следствие, закрепления оператором своего положения на рынке и ускорения возврата сделанных инвестиций.
В настоящее время нетрудно предсказать развитие спроса на услуги ШПД в ближайшем будущем, поэтому для ОС особую важ- ность приобретает грамотное развертывание и эффективное управление сетями, оптимизация связанных с этим процедур. Богатый опыт зарубежных ОС подтверждает возможность построения эффективных сетей при условии надлежащего проектирования и выбора оборудования для строительства, что в свою очередь позволяет улучшить эксплутационные и экономические показатели при одновременном упрощении управления сетями. При строительстве сети доступа необходимо использовать технологии, под- разумевающие отсутствие влияния «человеческого фактора» в ходе развертывания сетей. Например, использование усиленных герморазъемов в абонентском кластере позволяет на 90% сократить время инсталляции, обеспечивая легкость и удобство под- ключения. Построенная сеть должна стать для оператора динамичным активом, позволяющим обеспечивать потребности або- нентов на десятки лет вперед. Трафик продолжает расти рекордными темпами, что делает сети, построенные по стандарту FTTH («волокно в дом»), наиболее правильным решением при выборе технологии ШПД в зонах малоэтажного строительства. Такие сети просты в эксплуатации, имеют малое врямя развертывания, не требуют использования активного оборудовании и наличия доступа к электроэнергии. Особое внимание ОС должны уделять обеспечению безопасности людей при строительстве и эксплуа- тации сетей. Говоря о технических аспектах, необходимо упомянуть и коммерческие: месячная стоимость услуг доступа, плата за подключение непосредственно влияют на численность абонентской базы и на решение потенциального абонента о подключении.

1.8.5 Для индивидуальных абонентов

Широкое распространение современных приложений (FullHD TV, Torrents и т.д.) диктует потребность в абонентских под- ключениях с высокой пропускной способностью. Наиболее интересной с точки зрения техники и возможностей является техно- логия FTTH («волокно в дом»), имеющая ряд особенностей применительно к абонентскому оборудованию и обеспечивающая максимально полный набор услуг. Технология GPON(PON) предполагает оптоволоконный канал непосредственно в квартиру к абоненту. Это позволяет не только существенно повысить качество передачи сигнала (данных, видио, голоса), но и в десятки раз увеличить скорость передачи данных, свободно передавать по сети несколько ТВ каналов высокой четкости одновременно. На сегодняшний день технология позволяет предоставить полосу пропускания до 1 Гбит/с, что в 100 раз превышает возмож- ности ADSL-доступа. Ее реализация обеспечивает предоставление по одному волокну услуги Triple-Play: высокоскоростной Internet, VoIP, IPTV; а высокая скорость передачи обеспечивает возможность просмотра нескольких каналов HDTV одновре- менно. Абонент, выбравший подключение по технологии GPON, получит следующие преимущества:
– скорость передачи данных (оптическое волокно обладает огромной полосой пропускания, поэтому скорость и качество передачи выгодно отличается от других технологий (как проводных, так и беспроводных);
– надежность (сеть защищена от несанкционированного доступа, оптоволоконный кабель устойчив к электромагнитным воздействиям);
– обеспечение дополнительных сервисов (возможность в будущем на базе используемой технологии подключать следующие сервисы: дистанционное видионаблюдение за любым объектом (дом, офис); возможность бесперебойной работы охранных систем);
– гибкость (технология GPON (PON) позволяет осуществлять настройку оборудования в соответствии с индивидуальными особенностями абонента и предоставить именно тот уровень сервиса, который требуется абоненту);
– перспектива использования (при постоянном росте требований передаваемого по сети контента к скорости передачи информации, технология решает эту проблему на много лет вперед). Стоимость установки системы спутникового телевидения составляет около 10 тыс. рублей. За эту сумму вы получаете лишь возможность смотреть телевизор. Подлючение к сети ПОН за меньшие деньги открывает перед вами практически неограниченные возможности получения всего спектра информационных услуг.

Часть 1.   Часть 2.  Часть 3.  Часть 4.  Часть 5.  Часть 6.

Основные термины и определения