Сравнительный анализ технологий xDSL и PON с выбором технологии ШПД для микрорайона имени Горького г. Хабаровска

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты построения широкополосных сетей доступа на базе медных и оптических линий

1.1. Классификация и принципы функционирования систем семейства xDSL в российской электросвязи

1.2. Архитектурные решения и стандарты пассивных оптических сетей (PON)

1.3. Нормативно-правовое регулирование и требования ГОСТ к сетям ШПД

Глава 2. Анализ и обоснование выбора технологии доступа для микрорайона им. Горького

2.1. Оценка существующей телекоммуникационной среды и технического состояния линий связи г. Хабаровска

2.2. Сравнительный расчет параметров передачи данных и показателей QoS для технологий xDSL и GPON

2.3. Выбор оптимального оборудования и разработка схемы организации связи для объекта проектирования

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Сравнительный анализ технологий xDSL и PON с выбором технологии ШПД для микрорайона имени Горького г. Хабаровска

Направление: Электроника, радиотехника и системы связи
Специальность: 11.02.15 Инфокоммуникационные сети и системы связи

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена стремительным развитием инфокоммуникационных сетей в Российской Федерации и необходимостью модернизации существующей инфраструктуры широкополосного доступа (ШПД) в региональных центрах Дальневосточного федерального округа. Город Хабаровск как крупный административный, промышленный и культурный центр демонстрирует устойчивый рост потребления цифровых услуг населением и корпоративным сектором. Микрорайон имени Горького, построенный в период массовой застройки 1970–1980-х годов, характеризуется устаревшей кабельной инфраструктурой, которая не способна обеспечить современные требования к скорости передачи данных, надежности и качеству обслуживания (QoS). Согласно данным Минцифры России, доля домохозяйств с доступом к широкополосному интернету со скоростью не менее 100 Мбит/с в регионах Дальнего Востока составляет лишь 62%, что ниже общероссийского показателя. В этих условиях выбор оптимальной технологии доступа становится критически важной задачей для операторов связи, стремящихся обеспечить конкурентоспособные услуги при рациональном использовании капитальных вложений.

Технологии семейства xDSL (Digital Subscriber Line) и пассивных оптических сетей (PON) представляют собой два принципиально различных подхода к организации абонентского доступа. Технологии xDSL, включая ADSL2+, VDSL2 и современные стандарты G.fast, используют существующую медную телефонную инфраструктуру и позволяют предоставлять услуги ШПД без значительных капитальных затрат на прокладку новых линий. Однако они имеют существенные ограничения по дальности передачи и максимальной пропускной способности, особенно в условиях высокого затухания сигнала на участках с устаревшими кабелями. Пассивные оптические сети на базе стандартов GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) и XGS-PON (10-Gigabit-capable Symmetric Passive Optical Network) обеспечивают значительно более высокую пропускную способность, дальность передачи до 20 км и перспективу масштабирования услуг на десятилетия вперед, но требуют существенных первоначальных инвестиций в оптическую инфраструктуру и оконечное оборудование.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе достаточно высока. Вопросы построения сетей доступа на базе технологий xDSL и PON рассматриваются в трудах российских ученых и специалистов отрасли связи. ФГУП «НИИР» (Научно-исследовательский институт радио) регулярно публикует методические материалы по проектированию инфокоммуникационных сетей. Ведущие профильные журналы «Электросвязь», «Технологии и средства связи», «Век качества» содержат исследования по оценке эффективности различных технологий доступа. АО «ГИПРОСВЯЗЬ» разработало типовые проектные решения для сетей ШПД в различных условиях эксплуатации. ПАО «Ростелеком» как крупнейший оператор связи в России накопило обширный опыт внедрения обеих технологий в городских и сельских условиях. Тем не менее, методики выбора технологии доступа для конкретных микрорайонов с учетом региональных особенностей, технического состояния существующей инфраструктуры и экономической целесообразности требуют дальнейшей разработки и адаптации к реальным условиям эксплуатации.

Цель выпускной квалификационной работы – провести комплексный сравнительный анализ технологий xDSL и PON и обосновать выбор оптимального технического решения для организации широкополосного доступа в микрорайоне имени Горького города Хабаровска.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить классификацию, принципы функционирования и технические характеристики систем семейства xDSL, применяемых в российской электросвязи.

2. Проанализировать архитектурные решения, стандарты и технические параметры пассивных оптических сетей PON.

3. Исследовать нормативно-правовое регулирование и требования национальных стандартов ГОСТ к сетям широкополосного доступа.

4. Провести оценку существующей телекоммуникационной среды и технического состояния линий связи в г. Хабаровске и микрорайоне имени Горького.

5. Выполнить сравнительный расчет параметров передачи данных и показателей качества обслуживания (QoS) для технологий xDSL и GPON применительно к объекту проектирования.

6. Осуществить выбор оптимального оборудования и разработать схему организации связи для микрорайона имени Горького.

Объект исследования – инфокоммуникационная инфраструктура широкополосного доступа микрорайона имени Горького города Хабаровска.

Предмет исследования – технические характеристики, параметры качества обслуживания и экономическая эффективность технологий xDSL и PON в условиях конкретного объекта проектирования.

Методологическую базу исследования составляют теоретические основы построения систем электросвязи, изложенные в трудах отечественных специалистов в области инфокоммуникационных сетей. Теоретическая основа включает концепции многоуровневых сетевых архитектур, теорию передачи сигналов в медных и оптических линиях связи, методы расчета энергетических бюджетов и пропускной способности каналов. В качестве расчетных методов применяются методики определения затухания и дисперсии в линиях связи, расчет оптического бюджета волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), оценка показателей QoS в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т серии Y и G. Инструментальные методы включают анализ технической документации на оборудование доступа ведущих производителей (Huawei, ZTE, Eltex, «Т8»). Нормативно-техническая база представлена Федеральным законом № 126-ФЗ «О связи», приказами Минцифры России, ГОСТ Р 53801-2010 «Связь федеральная. Термины и определения», ГОСТ Р 58324-2018 «Сети связи инфокоммуникационные. Требования к сетям широкополосн

…