Проект волоконно-оптической линии передачи SDH

Введение

Первым стратегическим документом, определившим направления развития информационного общества в России, стала Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации, утвержденная Президентом Российской Федерации [1]. Она положила начало интенсивному использованию органами государственной власти Российской Федерации, бизнесом и гражданами информационных и коммуникационных технологий.
Электронные средства массовой информации, информационные системы, социальные сети, доступ к которым осуществляется с использованием сети "Интернет", стали частью повседневной жизни россиян. Пользователями российского сегмента сети "Интернет" в 2016 году стали более 80 млн. человек.
В России информационное общество характеризуется широким распространением и доступностью мобильных устройств (в среднем на одного россиянина приходится два абонентских номера мобильной связи), а также беспроводных технологий, сетей связи. Создана система предоставления государственных и муниципальных услуг в электронной форме, к которой подключились более 34 млн. россиян. Граждане имеют возможность направить в электронной форме индивидуальные и коллективные обращения в государственные органы и органы местного самоуправления.
В России с 2014 года осуществляется подключение населенных пунктов с населением от 250 до 500 человек к сети "Интернет", в результате чего 5 млн. граждан России, проживающих почти в 14 тыс. таких малонаселенных пунктов, получат доступ к сети "Интернет".
Информационные и коммуникационные технологии оказывают существенное влияние на развитие традиционных отраслей экономики. Объем реализации товаров и услуг россиянам с использованием сети "Интернет" в 2015 году достиг эквивалента 2,3 процента валового внутреннего продукта и имеет тенденцию к росту'.
Информационные и коммуникационные технологии стали частью современных управленческих систем во всех отраслях экономики, сферах государственного управления, обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка.
В России наряду с задачей обеспечения всеобщего доступа к информационным и коммуникационным технологиям актуальной является проблема интенсификации использования самих технологий. Технологии, созданные на основе передовых знаний (нано- и биотехнологии, оптические технологии, искусственный интеллект, альтернативные источники энергии), становятся доступными.
Развитие технологий сбора и анализа данных, обмена ими, управления производственными процессами осуществляется на основе внедрения когнитивных технологий, их конвергенции с нано- и биотехнологиями. Значительное увеличение объема данных, источниками и средствами распространения которых являются промышленные и социальные объекты, различные электронные устройства, приводит к формированию новых технологий. Повсеместное применение таких технологий способствует развитию нового этапа экономики - цифровой экономики и образованию ее экосистемы.
Главным способом обеспечения эффективности цифровой экономики становится внедрение технологии обработки данных, что позволит уменьшить затраты при производстве товаров и оказании услуг.
В свете изложенных задач представляется актуальной задача прокладки волоконно-оптических линий связи с использованием высокоскоростных систем синхронной цифровой иерархии (SDH).
Целью настоящей работы является разработка проекта сети связи между крупными промышленными, научными и культурными центрами Урала Тюменью, Екатеринбургом и Нижним Тагилом На основе оптического волоконного кабеля и систем SDH с возможностью передачи сигналом ТФОП, каналов цветного цифрового телевидения и организации сети Ethernet со скоростью 10 Мбит/с. При выполнении проекта предполагается решить следующие задачи:
1. Рассчитать количество компонентных потоков между заданными пунктами сети.
2. Выбрать оптимальную структуру сети на базе SDH.
3. Выбрать методы защиты синхронных потоков, оборудования SDH и обосновать их.
4. Обосновать выбор скорости передачи агрегатных потоков оборудования SDH.
5. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети, используя продукцию любой фирмы-изготовителя.
6. Произвести комплектацию оборудования в каждом узле сети с учетом типа сетевого элемента.
7. Разработать схемы управления и синхронизации проектируемой сети.
8. Разработать схему организации связи для проектируемой сети SDH.
9. Разработать схему трассы ВОЛС.
 
1 Характеристика оконечных и промежуточных пунктов

Урал издавна является крупнейшей горнорудной и металлургической базой России. Екатеринбург является крупнейшим экономическим, административным, культурным, научно-образовательным центром Урала. Расположен на восточном склоне Среднего Урала, по берегам реки Исети, в её верхнем течении [2].
Основан в 1723 году как железоделательный завод. По объёму экономики Екатеринбург занимает третье место в стране, после Москвы и Санкт-Петербурга [3]. Это один из крупнейших в стране центров торговли, финансов, туризма, телекоммуникаций и информационных технологий, важнейший транспортно-логистический узел (международный аэропорт, через город проходит Транссибирская магистраль и 6 федеральных автотрасс) и промышленный центр (оптико-механическая промышленность, приборостроение и тяжёлое машиностроение, металлургия, полиграфическая промышленность, лёгкая и пищевая промышленность, военно-промышленный комплекс).
Екатеринбург также является важным административным центром. Здесь располагаются штаб Центрального военного округа, президиум Уральского отделения Российской академии наук, представительство Президента России в Уральском федеральном округе и 35 территориальных органов федеральной власти. Часто неофициально его называют «столицей Урала». Кроме того, город включают в число претендентов на неформальное звание «Третьей столицы России».
Согласно данным российской службы государственной статистики на начало 2021 постоянное население города составило 1 544 376 [2] жителей.
Нижний Тагил — город областного значения в Свердловской области России, крупный промышленный центр Урала. Административный центр муниципального образования «город Нижний Тагил» со статусом городского округа, относящегося к Горнозаводскому управленческому округу [2]. Станция Свердловской железной дороги. Город занимает второе место по численности населения в Свердловской области после Екатеринбурга – 338966 человек. Объём отгруженных товаров собственного производства в обрабатывающей отрасли за 2007 год составил 131,8 млрд рублей.
Тюмень — город в России, административный центр Тюменской области и Тюменского района, в состав которого не входит [2]. Расположен на реке Туре.
Население города — 847 488 (2021) человек.
В 2021 году крупными и средними предприятиями обрабатывающих производств отгружено товаров собственного производства, выполнено работ и услуг на сумму 271 428,1 млн рублей. Наибольший объём отгруженной продукции приходится на производство нефтепродуктов (Антипинский НПЗ). Значительная доля отгруженной продукции приходится на предприятия, осуществляющие деятельность в сфере производства машин и оборудования, готовых металлических изделий и электрооборудования, электронного и оптического оборудования.
Вдоль предполагаемой трассы расположены достаточно крупные населенные пункты, в которых предполагается выделение цифровых потоков.
Город Кировград — административный центр муниципального образования «Кировградский городской округ» и административно-территориальной единицы город Кировград Горнозаводского управленческого округа. Город расположен на реке Калата — левом притоке реки Нейвы), в 73 км к северо-северо-западу от Екатеринбурга (по автодороге — 97 км). Население по переписи в 2021 году составляет 18 698 жителей.
Жилые районы расположены преимущественно в северной части Кировграда, в 2-5 км от промышленной зоны, а промышленные предприятия находятся в юго-восточной, более равнинной части города, на левом берегу речки Калатинка:
Производство полиметаллов — АО «Уралэлектромедь»
• Кировградский завод твёрдых сплавов (запущен в 1942 году).
• Кировградский завод промышленных смесей (основан в 1994 году).
Каменск-Уральский — город на юге Свердловской области России. Город Каменск-Уральский также образует одноимённое административно-территориальное образование и является центром Каменского района, не входя в его состав. Центр Южного управленческого округа.
Третий по численности населения и экономическому потенциалу промышленный и культурный центр Среднего Урала. Население 164192 человек (2021). Входит в десятку самых крупных железнодорожных транспортных узлов страны. Здесь пересекаются железные дороги Серов — Челябинск и Екатеринбург — Курган, есть выход на магистраль Екатеринбург — Тюмень.
Ша́дринск — город в Курганской области России, второй в области по численности населения после Кургана: 74 400[2] чел. (2021). Расположен на Западно-Сибирской равнине, на реке Исеть (приток Тобола). Экономическую ситуацию в городе определяют в основном обрабатывающие производства, их доля в обороте крупных и средних предприятий составляет более 95 %. В число крупнейших предприятий города входят:
АО «Шадринский автоагрегатный завод» — предприятие по производству автомобильных радиаторов, радиаторов отопления, гидравлических домкратов, а также охладителей наддувочного воздуха.
ОАО «Шадринский электродный завод» — предприятие по производству электродов для сварки углеродистых, низколегированных, высоколегированных и теплоустойчивых сталей. В 1992 году в результате приватизации цех обрёл статус Шадринского электродного завода.
ООО «Шадринский завод металлических конструкций».
ЗАО «Шадринский завод железобетонных изделий и металлоконструкций».
АО «Шадринский завод ограждающих конструкций».
ОАО «Шадринский телефонный завод» — предприятие по производству аппаратуры ВЧ-связи.
ООО «Дельта Технология» — предприятие по производству пресс-форм.
ООО «Технокерамика» — предприятие по производству пропантов для нефтедобывающей промышленности.
ООО «Литейщик» — предприятие по производству цветного и чугунного литья.
ООО «Шадринское тепловозо-вагоноремонтное объединение» — предприятие занимающееся капитально-восстановительным ремонтом железнодорожной техники.
ООО «Шадринский завод полимерной мешкотары» — предприятие по производству полипропиленовой ткани, полипропиленовых мешков и мягкие контейнеры.
ЗАО «Шадринская мебельная фабрика» — предприятие по производству корпусной мебели для дома и офиса.
ООО «Зауральская фабрика текстильной сумки» — предприятие по производству дорожных, спортивных сумок.
Среди крупнейших предприятий пищевой промышленности: «Шадринский молочно-консервный комбинат» (молочная продукция), ООО «Шадринский пивзавод» (водка и вино), АО «Слакон» (кондитерские изделия), АО «Шадринскийкомбинат хлебопродуктов» (крупа и мука) и другие.
Географическое положение пунктов разрабатываемого проекта приведено на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Географическое положение пунктов
Вывод: Оконечные и промежуточные пункты проектируемой трассы представляют собой развитые в промышленном и культурном отношении города, связанные значительными деловыми и личными связями. Это свидетельствует в пользу улучшения ситуации на рынке услуг связи, что может быть реализовано организацией высокоскоростной сети связи на основе волоконно-оптической линий с применением современных средств синхронной иерархии, обеспечивающих улучшенные характеристики по стоимости, администрированию и обслуживанию сетевого оборудования.