CC BY
29
н \ на ч
F1 О О V
АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА
на / н
ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА
Применение экономического критерия при выборе одномодовых оптических волокон для ВОЛС
С.А. СИДНЕВ,
доцент кафедры ОПАБУ МТУСИ, к.т.н.
А.Л. ЗУБИЛЕВИЧ,
доцент кафедры линий связи МТУСИ, к.т.н.
Авторы статьи предлагают использовать для выбора оптимального типа одномодовых оптических волокон для ВОЛС большой протяженности обобщенный параметр ЙРУ - экономический показатель чистой текущей стоимости. Рассмотрен пример оптимального выбора оптических волокон.
Современный этап развития общества характеризуется высокими темпами роста объема передаваемой информации. Вот почему вновь строящиеся линии и сети связи должны создаваться с учетом последующей адаптации к быстрому и порой непредсказуемому наращиванию пропускной способности.
Срок эксплуатации оптических кабелей (ОК) составляет 25 лет, тогда как срок службы систем передачи (СП), работающих по этим кабелям, - в несколько раз меньше. Следовательно, ОК придется работать с аппаратурой СП, которая на момент прокладки кабеля и монтажа линии связи еще даже не разработана.
Оптические волокна (ОВ) являются главным элементом (направляющей средой) оптических кабелей, а следовательно, всей сети в целом. Неслучайно поэтому при проектировании волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) решение вопросов конкурентоспособности и гибкости сети следует начинать с выбора ОВ.
В настоящее время на российском рынке ОВ можно выделить две основные категории одномодовых световодов [1]:
1. Стандартные одномодовые ОВ, изготовленные по рекомендации
0.652, представлены наиболее широко и присутствуют в продуктовых линейках почти всех известных производителей;
2. Одномодовые ОВ с ненулевой смещенной дисперсией, изготовленные по рекомендациям G.655 и G.656, выпускаются ограниченным кругом производителей. Основное преимущество волокон второй группы состоит в снижении хроматической дисперсии на длине волны 1550 нм по сравнению с ОВ первой категории.
Наличие волоконных компенсаторов на линии позволяет в значительной степени снизить хроматическую дисперсию для обоих типов ОВ. Однако для первой категории ОВ необходимо в несколько раз более длинное компенсирующее волокно в модуле ДСМ, чем в соответствующем модуле компенсации для световодов категорий G.655 и G.656. Из-за этой разницы в первом случае требуется дополнительное усиление полезного сигнала, что влечет за собой дополнительные капитальные вложения. Кроме того, применение ОВ второй группы позволяет существенно снизить уровень поляризационно-модовой дисперсии (PMD) в системе [1].
Следовательно, появляется выбор между двумя возможными вариантами применения рассмотренных типов одномодовых оптических волокон:
1. Использовать оптические кабели с более дешевыми оптическими волокнами (по рекомендации G.652) и тем самым снизить первоначальные капитальные затраты, а при переходе на следующий, более высокий уровень СП установить более дорогую систему компенсации хроматической дисперсии;
2. Использовать оптические кабели с волокнами с ненулевой смещенной дисперсией (по рекомендациям G.655 или G.656) и при смене СП сэкономить на компенсации хроматической дисперсии.
Выбор предлагается осуществить с помощью интегрального экономического показателя чистой текущей стоимости NPV (Net Present Value) [2]. При этом показатель NPV не следует путать с параметром NVP (Nominal Velocity of Propagation - скорость распространения сигнала по витым парам), который нормируется в структурированных кабельных системах относительно скорости света в вакууме и указывается в процентах или относительных единицах.
Для упрощения дальнейшего изложения предположим, что на момент ввода в строй СП нового поколения во втором случае система компенсации хроматической дисперсии не потребуется.
Определим NPV за n лет при условии, что в j-том году осуществляется переход на новую, более высокоскоростную систему передачи, требующую применения системы компенсации хроматической дисперсии для ОВ по рекомендации G.652. В этом случае значение показателя NPV для двух возможных вариантов использования ОВ можно представить следующим образом.
Для первого варианта:
Xpjr - ^ ~ э‘ ~ А‘>(1 ~ Нп) + м | ^ (д‘ ~ э‘ ~ м -лА'Х 1 ~ Нп) + м +йМ
-к„-
(! + <*)■ Kj Km
(1+d)‘
(1+d)> (1+dy (1+ df
(1)
где Di - доходы предприятия в Иый год;
Э\ - расходы на производство и реализацию услуг (без амортизационных отчислений) в нтый год;
А\ - амортизационные отчисления за Иый год для первого варианта;
60
век| КАЧЕСТВА № 1 • 2011
.•••' 5 ..." HG
ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА
Ч НЕ Ч G
аА\ - приращение амортизационных отчислений после внедрения новой СП в нтый год для первого варианта;
Нп - ставка налога на прибыль (в относительных единицах); ё - норма дисконта;
Ко - капитальные затраты на строительство ВОЛС по первому варианту;
К- капитальные затраты на внедрение новой системы передачи в ¡-том году;
Ккомп - капитальные затраты на компенсацию хроматической дисперсии ОВ категории в.652;
Кост - остаточные капитальные затраты для первого варианта.
Денежные срслегка
Для второго варианта:
jYpy _ ^ (-Р* ~ Зі - А? )(1 - Нп) + Аі + у. (Лг Зі АГ ЛАГ)(\ Нп) ■ АГ -л Лі
(1 + dy
- (К„ +йК„)----------Kj , + К
v 0 “ (1 + d)J (l + dy
i=j+1
(l+dy
(2)
где Ai - амортизационные отчисления за i-тый год для второго варианта; аА* - приращение амортизационных отчислений после внедрения новой СП в i-тый год для второго варианта;
К*ост - остаточные капитальные затраты для второго варианта; аКо - дополнительные капитальные затраты за счет применения более дорогих ОВ.
Чтобы выбрать наиболее предпочтительный вариант, определим значение а NVP = NVP1 - NVP2 .
После соответствующих преобразований получаем расчетное выражение:
р- г- -г Hi(Ai-At] » Hi(A+&Ai-At-&At) aNPV=a!C- . +К™ -5--+Y --------5-------:-----...
* 0+^ а+^г м № & {i+oj . (3)
Значение дКо можно представить следующим образом: AKt=(m-\)-V-C„-L ,
где L - длина ВОЛС;
Сов - стоимость одного километра ОВ по рекомендации G.652; т^Сов - стоимость одного километра оптического волокна по рекомендациям G.655 или G.656 (т > 1);
V - количество ОВ в оптическом кабеле.
Для иллюстрации выражений (1) и (2) на рис. 1 и 2 соответственно представлены основные притоки и оттоки денежных средств за n лет существования проекта, включая остаточные капитальные затраты.
Значения CFi и CFi* (cash flow - движение денежной наличности) определяют сумму чистой прибыли и амортизационных отчислений в i-тый год для первого и второго вариантов проекта соответственно.
Эти параметры можно выделить из выражений (1) и (2) соответственно. Для i-того года имеем:
CK=(Di-3i-Ai)(l-Hn) + Ai .
На рис. 3 приведены зависимости дNPV от стоимости километра ОВ по рекомендации G.652.
При положительных значениях дNPV преимущество за первым вариантом, а при отрицательных значениях этого параметра превосходство по экономическому критерию имеет второй вариант.
При расчетах по выражению (3) длина ВОЛС принималась равной L= 1000 км, при этом предполагалось, что компенсация дисперсии осуществляется через каждые 100 км, а стоимость одного компенсирующего устройства составляет Ккомп. устр = 10 000 у.е.
Таким образом, для рассматриваемого случая можно определить: Ккомп. = 9 Ккомп. устр • V • где коэффициент h учитывает затраты на транспортировку и монтаж компенсаторов.
Норма амортизации во всех случаях На = 0,04, дисконт-фактор d = 0,1, j = 5 лет, n = 10 лет.
Таким образом предлагаемое авторами выражение позволяет определить экономический эффект от выбора оптического волокна для кабелей, применяемых на волоконно-оптических линиях связи большой протяженности. ■
СЕ
Рис. 1. Основные притоки и оттоки денежных средств для первого варианта использования ОВ
Денежные средства
CF ,
CF*
’ |<
ссш
л
1**0
Рис. 2. Основные притоки и оттоки денежных средств для второго варианта использования ОВ
Рис. 3. Зависимость эффекта при выборе ОВ от стоимости волокна по рекомендации G.652
Литература
1. Андреев В.А., Бурдин В.А. Оптические волокна для оптических сетей связи // Электросвязь. 2003. № 11. С. 50-54.
2. Уолш К. Ключевые показатели менеджмента: Как анализировать, сравнивать и контролировать данные, определяющие стоимость компании. Пер. с англ. 2-е изд. М.: Дело, 2001. 360 с.
№ 1 • 2011 ВЄК КАЧЕСТВА
61
