CC BY
45
Применение оптических кабелей с комбинированным набором волокон
Ключевые слова: волоконнооптические линии связи, экономическая эффективность, дисперсия одномодовьх оптических волокон, объем передаваемой информации, показатель чистой текущей стоимости.
Рассматриваются вопросы выбора типа и количества оптических волокон при проектировании междугородних волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Направляющей средой в современных оптических кабелях для транспортных ВОЛС являются кварцевые одномодовые оптические волокна (ОВ). Предлагается оценить экономическую эффективность применения оптических волокон различных типов в рассматриваемый период времени. Основным передаточным параметром ОВ, ограничивающим скорость передачи информации по ВОЛС, является дисперсия. В одномодовых ОВ доминирующей является хроматическая дисперсия, величина которой и определяется типом оптического волокна. Исследуется целесообразность совместного применения на ВОЛС большой протяженности оптических кабелей со стандартными одномодовыми оптическими волокнами по рекомендации G.652 и одномодовыми оптическими волокнами со смещенной ненулевой дисперсией по рекомендациям G.655 и G.656. Особенность данной работы заключается в оценке экономической эффективности различных вариантов набора оптических волокон для случая последовательного наращивания объемов передаваемой информации с соответствующей заменой уровня систем передачи. В качестве критерия выбора типа и количества волокон для оптических кабелей, предназначенных для междугородних ВОЛС, использовался экономический показатель чистой текущей стоимости.
Сиднев С.А.,
к.т.н., доцент кафедры Менеджмента МТУСИ
Зубилевич А.Л.,
к.т.н., доцент кафедрыы НТС МТУСИ
Направляющей средой в современных оптических кабелях для транспортных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) являются кварцевые одномодовые оптические волокна (ОВ). Производители предлагают несколько типов одномодовых оптических волокон, каждое из которых имеет те или иные технические и/или экономические преимущества и особенности.
Наиболее часто применяемым на сети дальней связи является стандартное ОВ по рекомендации МСЭ-Т G.652. Оно присутствует в производственных программах практически всех известных производителей оптических волокон.
Одномодовые ОВ с ненулевой смещенной дисперсией, изготовленные по рекомендациям G.655 и G.656, производятся в меньшем количестве и ограниченным кругом производителей. Основное преимущество волокон второй группы состоит в снижении хроматической дисперсии на длине волны 1550 нм по сравнению с ОВ первой категории. Однако, этот недостаток стандартных одномодовых ОВ легко компенсируется волоконнооптическими компенсаторами.
В работах [1-3] предложена методика выбора ОВ из двух рассмотренных возможных вариантов. При этом предполагалось, что в некоторый заданный момент времени (j), например через 3-5 лет, происходит одновременная смена всех систем передачи ВОЛС на более высокоскоростные.
В первом случае (оптические волокна по рекомендации G.652) потребуются оптические компенсаторы дисперсии DCM. Во втором случае, по условиям [1-3], необходимость в компенсаторах отпадает.
Для выбора наиболее предпочтительного с экономической точки зрения варианта определялось значение: aNPV = NPV, - NPV, где NPV- показатель чистой текущей стоимости (Net Present Value) [4].
Этот же подход применим для случая последовательного внедрения на ВОЛС новых систем передачи, например, через 3, 6, 9 лет. На рис. 1 показаны изменения в капитальных затратах в этот период времени.
Рис. 1. Зависимость чистой текущей стоимости от времени функционирования ВОЛС
Для выбора оптимального соотношения количества ОВ различного типа рассмотрим, например, оптический кабель с 12 волокнами. В качестве базового варианта выберем случай, когда в кабеле все оптические волокна по рекомендации 0.655 (в .656).
Для сравнения с базовым вариантом рассмотрим еще три возможных набора совместного применения различных ОВ в сердечнике волоконно-оптического кабеля:
- вариант №1 — все 12 ОВ по рекомендации 0.652;
- вариант №2 - 4 ОВ по рекомендации 0.652 и 8 ОВ по рекомендации 0.655 (0.656);
- вариант №3 - 8 ОВ по рекомендации 0.652 и 4 ОВ по рекомендации 0.655 (0.656).
В этом случае дополнительные капитальные затраты в начальный момент времени за счет применения более дорогостоящих оптических волокон по рекомендации 0.655 (0.656) составят:
лК1=(т-1)-у-С0>-Ь , где Ь - длина ВОЛС; Сов - стоимость одного километра оптического волокна по рекомендации 0.652; т С„ — стоимость одного километра оптического волокна по рекомендации 0.655 ( 0.656) ( ш > 1); -
количество ОВ по рекомендации 0.655 ( 0.656) (для
базового варианта Убв = 12; для первого варианта V = 0; для второго варианта V = 8; для третьего V = 4).
Для прецедента последовательного наращивания объемов передаваемой информации полагаем, что в каждый заданный момент времени у осуществляется внедрение двух новых систем передачи, для чего требуется 4 оптических волокна в каждом случае.
Для первого варианта дополнительные капитальные затраты на компенсацию хроматической дисперсии составят:
А^доп1
К
iz
. КОМИ
1^
коми
(1 + d) (1 + d) (1 + d)
для второго и третьего вариантов, соответственно:
К
I/ _ коми ло"2 (1+d)4
Л^лоиЗ
к
к..
(1 + с1) (1 + с!)
где с! - норма дисконта.
Предполагается, что для базового варианта компенсации хроматической дисперсии не потребуется.
В проведенных расчетах длина ВОЛС принималась равной Ь =1000 км, при этом предполагалось, что компенсация дисперсии осуществляется через каждые 100 км, а стоимость одного компенсирующего устройства составляет К = 10 000 у.е.
ком и .ус тр
Таким образом можно определить затраты на компенсаторы дисперсии:
Кком„ 9 V К комп.устр. ^ » где коэффициент И учитывает затраты на транспортировку и монтаж компенсаторов дисперсии.
В расчетах учитывались также изменения в амортизационных отчислениях и остаточных стоимостях ВОЛС для рассматриваемых вариантов соотношения количества ОВ различных типов.
Норма амортизации во всех случаях выбрана Н я = 0,04; дисконт-фактор ё = 0,1; И = 1,1; прогнозируемый период времени п = 10 лет.
Расчеты выполнялись для двух значений параметра т = 2 и т = 3.
Результаты расчета изменения показателя чистой текущей стоимости ВОЛС представлены на рис. 2.
Рис. 2. Зависимости aNP V от параметра т а - 1-й вариант; б — 2-й вариант; с — 3-й вариант
Как видно из рисунка, преимущество по показателю NPV имеют кабели с комбинированным набором волокон.
Вывод
Согласно предложенному критерию для рассматриваемого случая экономически выгоднее использовать кабели с комбинированным сердечником. Кабели с совместным применением волокон различных типов для ВОЛС большой протяженности имеют также преимущество по увеличению гибкости решений перехода на более высокоскоростные системы передачи.
Литература
1. Сиднее С.А.. Зубилевич А.Л. Применение экономического критерия при выборе одномодовых оптических волокон для ВОЛС // Век качества, 2011, № 1. - С. 60-61.
2. Сиднее С.А.. Зубилевич А.Л. Экономический показатель -основа выбора типа волокон для ВОЛС // КАБЕЛЬ - news, 2012,№2.-С.46-48.
3. Сиднее С.А.. Зубилевич А.Л. Выбор оптических волокон для ВОЛС по экономическому критерию // T-Comm - Телекоммуникации и транспорт, 2012, № 3. - С. 28-29.
4. 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.
5. Маззарез Д., Микилев А.И. Выбор оптического волокна для больших расстояний передачи // Фотон-Экспресс, 2010, №8 (88).-С. 20-22.
The application of optical cables The combined set of fibers Sidnev S.A., Zubilevich A.L., MTUCI
Abstract
Considers the choice of the type and quantity of optical fibers in the design of long-distance fiber-optical communication lines (FOCL).The guide of the environment in modern optical cables for transport fiber-optic lines are quartz single-mode optical fiber (OF). In the present work it is proposed to estimate the economic efficiency of use of optical fibers of different types in the period under review. The main transfer parameter S, limiting the speed of information transfer by fiber-optic lines, is the variance. In single-mode OF is a dominant chromatic dispersion, the value of which is determined by the type of optical fibers. In this paper, the expediency of joint application of the fiber-optic long-haul optical cables with standard one-way optical fibers on the recommendation G.652 and one-way optical fibers with the offset is non-zero dispersion on the recommendations of the G.655 and G.656. The peculiarity of this work is to evaluate the cost-effectiveness of various options set of optical fiber for the case of consecutive escalating of volumes of information to be transmitted with the appropriate change of the level of transmission systems. As a criterion for choosing the type and number of fibers for optical cables, designed for long-distance fiber-optic lines, using economic net present value.
Keywords: fiber-optic lines of communications, economic efficiency, the variance of single-mode optical fibers, the volume of the transmitted information, the indicator of net present value.
