Экономический показатель — основа выбора типа волокон для ВОЛС

Page 1
background image

Page 2
background image

46

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ

В 

 статье рассматриваются вопросы выбора 
типа оптических волокон при проектиро-
вании волоконно-оптических линий связи 
(ВОЛС) большой протяжённости. К таким 

линиям в первую очередь относятся магистраль-
ные и зоновые ВОЛС. Направляющей средой в 
современных оптических кабелях (ОК) являются 
кварцевые оптические волокна (ОВ), которые под-
разделяются на одномодовые и многомодовые. На 
волоконно-оптических линиях дальней связи при-
меняются исключительно одномодовые ОВ. В пред-
ставленной статье предлагается оценить эконо-
мическую эффективность применения оптических 
волокон различных типов в рассматриваемый пери-
од времени. Основным параметром ОВ, ограничи-
вающим скорость передачи информации по ВОЛС, 
является дисперсия. В одномодовых ОВ доминирую-
щей является хроматическая дисперсия, величина 
которой и определяется типом оптического волокна. 
В данной статье исследуется возможность приме-
нения на ВОЛС большой протяжённости оптических 
кабелей со стандартными одномодовыми оптиче-
скими волокнами по рекомендации G.652 и одно-
модовыми оптическими волокнами со смещённой 
ненулевой дисперсией по рекомендациям G.655 и 
G.656. Предлагается использовать интегральный 
экономический показатель чистой текущей стои-
мости при выборе типа волокон для оптических 
кабелей, предназначенных для междугородных 
ВОЛС. Рассмотрен конкретный пример выбора типа 
одномодовых оптических волокон на длине ВОЛС 
1000 км.

Современный этап развития общества харак-

теризуется высокими темпами роста объёма пере-
даваемой информации. Поэтому вновь строящиеся 
линии и сети связи должны создаваться с учётом 
последующей адаптации к быстрому и порой мало-
предсказуемому наращиванию пропускной способ-
ности. 

Срок эксплуатации оптических кабелей состав-

ляет 25 лет, тогда как систем передачи (СП), рабо-
тающих по этим кабелям, в несколько раз меньше. 
Следовательно, ОК будут работать с аппаратурой 
СП, которая на момент прокладки кабеля и монтажа 
линии связи ещё не разработана.

Оптические волокна являются главным элемен-

том (направляющей средой) оптических кабелей, а 
следовательно, и всей сети в целом. Поэтому при 
проектировании волоконно-оптических линий связи 
и решении вопросов конкурентоспособности и гиб-
кости сети следует начинать с выбора ОВ.

В настоящее время на российском рынке ОВ 

можно выделить две основные категории одномодо-
вых световодов [1]:
•  стандартные одномодовые ОВ, изготовленные 

по рекомендации G.652, представлены наиболее 
широко и присутствуют в производственных про-
граммах почти всех известных производителей;

•  одномодовые ОВ с ненулевой смещённой дис-

персией, изготовленные по рекомендациям G.655 
и G.656, производятся ограниченным кругом про-
изводителей.
Основополагающее преимущество волокон вто-

рой группы состоит в снижении хроматической дис-
персии на длине волны 1550 нм по сравнению с ОВ 
первой категории.

Наличие волоконных компенсаторов на линии 

позволяет в значительной степени снизить хрома-
тическую дисперсию для обоих типов ОВ. Однако 
для первой категории ОВ требуется в несколько раз 
более длинное компенсирующее волокно в модуле 
DСМ (Dispersion Compensation Module), чем в соответ-
ствующем модуле компенсации для световодов кате-
горий G.655 и G.656. Из-за этой разницы в первом 
случае требуется дополнительное усиление полез-
ного сигнала, что, в свою очередь, требует дополни-
тельных капитальных вложений. Кроме этого, с при-
менением оптических волокон второй группы можно 

Экономический показатель — 
основа выбора типа волокон 
для ВОЛС 

Сергей СИДНЕВ, к.т.н., доцент кафедры ОПАБУ МТУСИ,

Александр ЗУБИЛЕВИЧ, к.т.н., доцент кафедры линий связи МТУСИ


Page 3
background image

47

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ

также существенно снизить уровень поляризационно-
модовой дисперсии (РМD) в системе [1].

Таким образом, появляется выбор из двух воз-

можных вариантов использования рассмотренных 
типов одномодовых оптических волокон:
•  использовать оптические кабели с более дешё-

выми оптическими волокнами по рекомендации 
G.652 и тем самым снизить первоначальные капи-
тальные затраты, а при переходе на следующий, 
более высокий уровень СП, установить более до-
рогую систему компенсации хроматической дис-
персии;

•  применять оптические кабели с волокнами по 

рекомендациям G.655 или G.656 и при смене СП 
сэкономить на компенсации хроматической дис-
персии.
Выбор предлагается осуществить с помощью 

интегрального экономического показателя чистой 
текущей стоимости NPV (Net Present Value) [2]. При 
этом показатель NPV не следует путать с параме-
тром NVP (Nominal Velocity of Propagation) — скоро-
стью распространения сигнала по витым парам, ко-
торый нормируется в структурированных кабельных 
системах относительно скорости света в вакууме и 
указывается в процентах или относительных едини-
цах.

Для простоты дальнейшего изложения предпо-

ложим, что на момент ввода в строй СП нового по-
коления, во втором случае, системы компенсации 
хроматической дисперсии не потребуется.

Определим NPV за n лет при условии, что в j году 

осуществляется переход на новую, более высоко-
скоростную систему передачи, требующую примене-
ния системы компенсации хроматической дисперсии 
для ОВ по рекомендации G.652.

В этом случае значение показателя NPV для двух 

возможных вариантов выбора ОВ можно предста-
вить следующим образом.

Для первого варианта:

NPV

1

 = 

i=1

 

{

[(D

i

 - 

Э

i

 - 

А

i

)(1 - H

n

)+

А

i

]/(1+d)

}

+

+

i=j+1

n

 

  

{

[(D

i

 - 

Э

i

 - 

А

i

 - 

А

i

)(1 - H

n

)+

А

i

+

А

i

]/(1+d)

i

}

 

- K

- [K

j

/(1+d)

j

]- [K

комп

/(1+d)

j

]+ [K

лик

/(1+d)

п

], 

(1)

где 

D

i

 — доходы предприятия в 

i

 год; 

Э

i

 — расходы на производство и реализацию 

услуг (без амортизационных отчислений) в 

i

 год;

А

i

 — амортизационные отчисления за 

i

 год для 

первого варианта;

А

i

 — приращение амортизационных отчислений 

после внедрения новой СП в 

i

 год для первого вари-

анта;

H

n

 — ставка налога на прибыль (в относительных 

единицах);

d

 — норма дисконта;

K

o

 — капитальные затраты на строительство 

ВОЛС по первому варианту;

K

j

 — капитальные затраты на внедрение новой 

системы передачи в 

j

 году;

K

к

omn

 — капитальные затраты на компенсацию 

хроматической дисперсии ОВ категории G.652;

К

лик

 — ликвидационные денежные потоки в n пе-

риод для первого варианта.

Для второго варианта:

NPV

2

 = 

i=1

 

{

[(D

i

 - 

Э

i

 - 

А

i

*

)(1 - H

n

)+

А

i

*

]/(1+d)

}

+

+

i=j+1

n

 

  

{

[(D

i

 - 

Э

i

 - 

А

i

А

i

*

)(1 - H

n

)+

А

i

*

+

А

i

*

]/(1+d)

i

}

 

-

- (K

o

K

o

) - [K

j

/(1+d)

j

]+ [K

*

лик

/(1+d)

п

], 

(2)

где 

А

i

*

 — амортизационные отчисления за 

i

 год 

для второго варианта;

А

i

*

 — приращение амортизационных отчисле-

ний после внедрения новой СП в 

i

 год для второго 

варианта; 

K

*

лик

 — ликвидационные денежные потоки в 

n

 пе-

риод для второго варианта;

K

o

 — дополнительные капитальные затраты за 

счёт применения более дорогих оптических волокон.

Для выбора наиболее предпочтительного вариан-

та определим значение 

NPV = 

*

NPV

1

 - NPV

2

.

После соответствующих преобразований получа-

ем расчётную формулу:

NPV = 

K

o

- [K

комп

/(1+d)

j

]+ [(K

лик

 - K

*

лик

)/(1+d)

п

] +

+

i=1

{

[Hn(

А

i

 

А

i

*

)]/(1+d)

}

+

+

i=j+1

n

 

{

[H

n

(

А

i

 

А

i

 - 

А

i

А

i

*

)]/(1+d)

i

}

(3)

Значение 

K

o

 можно представить следующим об-

разом:

K

o

 = 

(m - 1)·V·C

o

в

·L

,

где 

L

 — длина ВОЛС;

C

o

в

 — стоимость одного километра оптического 

волокна по рекомендации G.652; 

m·C

o

в

 — стоимость одного километра оптического 

волокна по рекомендациям G.655 или G.656 (

m

>1);

V

 — количество ОВ в оптическом кабеле.

Формулы (1) и (2) поясняются соответственно 

рис. 1 и 2. Здесь качественно представлены основ-
ные притоки и оттоки денежных средств за n лет 
существования проекта, включая ликвидационные 
денежные потоки.

Значения 

CF

i

 и 

CF

i

*

  (cash flow — движение денеж-

ной наличности) определяют сумму чистой прибыли 
и амортизационных отчислений в 

i

 год для первого и 

второго вариантов проекта соответственно.

Эти параметры можно выделить из формул (1) и 

(2) соответственно. Для 

i

 года имеем:

CF

i

 = (D

i

 - 

Э

i

 -

А

i

)(1 - H

n

) + A

i

.


Page 4
background image

48

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Однако выбор «правильного» ОВ для протяжён-

ных линий является неоднозначной задачей. Произ-
водители предлагают несколько типов ОВ, каждое 

из которых имеет те или иные технические и/или 
экономические преимущества и особенности. Од-
ним из наиболее эффективных решений в этой об-
ласти является применение кабельных конструкций 
с несколькими типами ОВ [3].

На рис. 3 приведены зависимости 

NPV

 от стои-

мости километра оптического волокна по рекомен-
дации G.652 для различного количества и набора 
ОВ в сердечнике кабеля (

V

 — количество оптиче-

ских волокон в кабеле; m — коэффициент увели-
чения стоимости ОВ по рекомендациям G. 655 или 
G. 656 относительно стоимости стандартного одно-
модового волокна; 

= 8/8 — количество ОВ по реко-

мендациям G. 652 /G. 655).

При расчётах по формуле (3) длина ВОЛС прини-

малась равной L=1000 км, при этом предполагалось, 
что компенсация дисперсии осуществляется через 
каждые 100 км, а стоимость одного компенсирую-
щего устройства составляет

 К

комп. устр.

= 10 000 у.е.

Таким образом, можно для рассматриваемого 

случая определить:

К 

комп.

= 9·

V

·К 

комп.устр.

 h

,

где коэффициент h учитывает затраты на транс-

портировку и монтаж компенсаторов.

Норма амортизации во всех случаях выбрана 

Н

а

= 0,04; дисконт-фактор 

d

 =0,1; 

j

=5 лет; 

n

=10 лет.

Хотя в заданных условиях экономически выгод-

нее оказались оптические кабели с однотипными 
волокнами G.652, кабели с различными типами ОВ 
(двумя) имеют преимущество по увеличению гибко-
сти решений перехода на более высокоскоростные 
системы передачи.

Таким образом, предлагается использовать 

интегральный экономический показатель чистой 
текущей стоимости при выборе типа волокон для 
оптических кабелей, предназначенных для между-
городных волоконно-оптических линий связи, так 
как в ряде случаев наиболее эффективно приме-
нение оптических кабелей с комбинированным сер-
дечником.

ЛИТЕРАТУРА

1.  В.А. Андреев, В.А. Бурдин. Оптические волокна 

для оптических сетей связи//Электросвязь, 2003, 
№ 11, с. 50—54.

2.  К. Уолш. Ключевые показатели менеджмента: 

как анализировать, сравнивать и контролировать 
данные, определяющие стоимость компании. 
Пер. с англ. 2-е изд. — М.: Дело, 2001, 360 с.

3.  Д. Маззарез, А.И. Микилев. Выбор оптическо-

го волокна для больших расстояний передачи //
Фотон-Экспресс, 2010, № 8 (88), с. 20—22.

4.  А.Л. Зубилевич, В.А. Колесников. К вопросу о вы-

боре оптических волокон // T-Comm, № 8, 2010, 
с. 7—9.

Рис. 1. Основные притоки и оттоки денежных 

средств для первого варианта

Рис. 2. Основные притоки и оттоки денежных 

средств для второго варианта

Рис. 3. Зависимость экономического эффекта 

от стоимости оптического волокна по 

рекомендации G.652 для различного набора ОВ 

в сердечнике кабеля

Актуально

ÊÀÁÅËÈ ÑÂßÇÈ

Денежные средс

тва

Денежные средс

тва

n, годы

n, годы

С

ов.

, у.е./км

V = 16

700

600

500

400

300

200

100

0

-100

-200

-300

V = 8/8

m = 3

m = 2

m = 3

V = 16

V = 4

V = 4

NPV

тыс

у

.

е

.


Читать онлайн

В статье рассматриваются вопросы выбора типа оптических волокон при проектировании волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) большой протяжённости. К таким линиям в первую очередь относятся магистральные и зоновые ВОЛС.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Технологический суверенитет в российской энергетике: энергоэффективные трансформаторы с сердечниками из аморфной стали

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование Экология
ООО «НПК «АВТОПРИБОР»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Разработка методики точной оценки фактической загрузки трансформаторов 6(10)–0,4 кВ с помощью данных от интеллектуальных систем учета электрической энергии

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование
Мусаев Т.А. Хабибуллин М.Н. Шагеев С.Р. Федоров О.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

О ремонтах оборудования распределительных устройств 220‑500 кВ узловых подстанций и их схемах

Управление производственными активами / Техническое обслуживание и ремонты / Подготовка к ОЗП Оборудование
Гринев Н.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»