PROJEKTOVANJE PRISTUPNIH TK MRE@A - STANJE I PERSPEKTIVE PRIMENE NOVIH TEHNOLOGIJA

Dragan B. \or|evi}, Zorica B. Milo{evi}, Violeta M. Svetozarevi}

Preduze}e za telekomunikacije "Telekom Srbija"a.d. Beograd TD za rezidencijalne korisnike Ni{ (e-mail: tdnproj@telekom.yu)

I UVOD Da bi se odr`ala sinhronizacija i obezbedio ubrzani tempo izgradnje neophodno je ubrzati i skratiti poslove koji ~ine jednu va`nu i neophodnu fazu investicione izgradnje u Telekomu "Srbija", a to su poslovi planiranja, razvoja i projektovanja telekomunikacionih kapaciteta.

Projekat razvoja informacionog sistema za poslove planiranja, razvoja, projektovanja i investicija u JP PTT saobra}aja "Srbija" daje osnove za re{enja i realizaciju primene ra~unara u poslovima koji se bave razvojem telekomunikacionih sistema i poslovima pra}enja i nadzora realizacije investicione izgradnje [1], [2].

Iz ovog idejnog projekta proiza{ao je projekat razvoja informacionog sistema koji se bavi poslovima investicione izgradnje i odr`avanja pristupnih mre`a u svetlu formiranja Telekoma "Srbija", a kasnije i njegove interne organizacije.

Polazi se od problema koji su se manifestovali u dosada{njem radu i daju se smernice za njihovo re{avanje. U osnovi se sledi vizija Telekoma kao mo}ne telekomunikacione kompanije, koja i u potencijalnim uslovima deregulacije tr`i{ta telekomunikacija prakti~no nema zna~ajnu konkurenciju i koja u novim i stabilnim uslovima ostvaruje dve svoje osnovne i najbitnije funkcije: funkciju razvoja i profita i svoju dru{tvenu funkciju (koja proisti~e i iz njene vlasni~ke strukture) da pribli`i osnovne telekomunikacione usluge svim gra|anima po prihvatljivim tr`i{nim uslovima.

S tim u vezi treba ostvariti dva strate{ka cilja: kratkoro~ni, koji obezbe|uje funkcionalno, efikasno i produktivno izvr{avanje poslova razvoja, projektovanja, investicione izgradnje i odr`avanja telekomunikacionih objekata i dugoro~ni, formiranje detaljnih baza podataka o telekomunikacionim objektima, mogu}nost njihove analize i pretra`ivanja sa ogromnim prednostima koje takav sistem sa sobom donosi.

U radu je dat pregled postoje}eg stanja projektovanja, kao i primeri primene ra~unara u optimizaciji pojedinih faza planiranja i projektovanja u sklopu implementacije jedinstvenog informacionog sistema na bazi geografskog informacionog sistema (GIS) i softvera za projektovanje i analizu.

Pri tome pod kompjuterskim projektovanjem ne treba podrazumevati sistem koji }e svojim funkcionisanjem zameniti nezamenljivo vode}e mesto ~oveka u obavljanju ovih poslova, ve} }e primenom najsavremenijih

tehnologija omogu}iti ~oveku (projektantu) brzi pristup ta~nim i proverenim informacijama, ponuditi i analizirati razli~ita alternativna re{enja, automatizovati crtanje i izradu tehni~ke dokumentacije, kao i sve neophodne prora~une i specifikacije. Pri tome }e omogu}iti izradu baza podataka i, osim {to }e ubrzati pristup i analizu takvih baza, oslobodi}e i velike koli~ine radnog pristora, koji se koristi za odlaganje svih vrsta dokumentacije. II POSTOJE]E STANJE PROJEKTOVANJA Oblast razvoja, projektovanja, realizacije i odr`avanja prakti~no je informati~ki nepokriveno podru~je poslovanja Preduze}a.

Slika 1. Procedura izrade projekta pristupne tk mre`e

Kompjutersko projektovanje telekomunikacionih objekata prakti~no nije u primeni. Postoje razli~iti softveri koji se koriste za vo|enje dokumentacije i upravljanje resursima u pojedinim fazama odr`avanja TT kapaciteta (na bazi GIS-a i drugi), bez jedinstvene sistematizacije. Nije prisutno kori{}enje baza podataka, digitalizovanih geo podloga, softvera za iscrtavanje trasa objekata i izra~unavanje drugih parametara potrebnih pri projektovanju. Za takvu primenu ne postoji ni potreban hardver ni raspolo`ivi softver.

Me|utim, evidentno je da }e sa porastom inteziteta investicione izgradnje, kao i broja potrebnih projekata, nastati sve ve}a potreba za odgovaraju}om savremenom kompjuterskom opremom, prate}im softverima i obu~enim stru~nim kadrom za efikasno projektovanje, odnosno pripremu investiciono-tehni~ke dokumentacije.

Istovremeno se mo`e pretpostaviti da sada{nje stanje planiranja, razvoja i projektovanja u Preduze}u ne}e biti u stanju da adekvatno odgovori zahtevima koje }e pred ovaj segment aktivnosti pretpostaviti poja~ana investiciona tra`nja, ni kvalitativno, ni kvantitativno, iz slede}ih razloga: • Nedovoljan broj kvalitetnih i obu~enih kadrova, pri

~emu se pod kvalitetnim i obu~enim kadrom podrazumeva i informati~ko znanje,

• Nedovoljna osnovna logisti~ka podr{ka, • Neadekvatni uslovi za skladi{tenje i odr`avanje

tehni~ke dokumentacije, sa problemima njihovog a`uriranja, manipulacije i dostupnosti,

• Nere{eni problemi organizacije i ure|enja naselja (nepostojanje GUP-a i DUP-a),

• Haoti~na izgradnja i nekontrolisano {irenje naselja i dr.

Na slici 1 dat je {ematski prikaz procedure projektovanja iz koje se, i bez dubljeg ulaska u problematiku, mo`e doneti zaklju~ak o njenoj velikoj slo`enosti. Slo`enost procedure proizilazi iz Zakona o izgradnji objekata, i nije ekskluzivna samo za telekomunikacione kapacitete. Manipulacije sa velikim koli~inama podataka, njihova sistematizacija i a`uriranje u svetlu dono{enja ispravnih i pravovremenih odluka zahteva maksimalno ubrzavanje izvr{enja poslova u nadle`nosti Preduze}a, a time i vreme izrade tehni~ke dokumentacije.

Projekat razvoja informacionog sistema polazi od sada{njih i budu}ih potreba investicione izgradnje i odr`avanja TT kapaciteta i ima cilj da uz neophodno uvodjenje najsavremenijih tehnologija u ove, bez sumlje veoma va`ne poslove, re{i i ve}i deo napred navedenih problema. Pri tome informacioni sistem Telekoma mo`e optimalno da da o~ekivane rezultate jedino u sklopu izgradnje i integracije jedinstvenog informacionog sistema Srbije. III PERSPEKTIVA PRIMENE NOVIH TEHNOLOGIJA Mre`a nije vi{e ekskluzivni domen akademskih ustanova i vladinih agencija. Globalno povezana kompjuterska komunikaciona mre`a poznata kao Internet je sada

integralni deo mnogih poslova i `ivota svakog pojedinca posebno. Centralni integracioni element Interneta je telekomunikacioni sistem.

Predmet prou~avanja geografskih informacionih sistema su prostorni sitemi i procesi unutar njih koji su pra}eni naglim porastom koli~ine informacija o strukturama, funkcijama i relacijama. Povezanost prostornih sistema je vi{edimenzionalna, pa je glavni koncept na kome je zasnovan GIS integracija podataka o prostoru putem eksploatacije ra~unarske tehnologije i zahteva visok stepen sinhronizacije razli~itih potreba korisnika. Procesiranje prostornih podataka uslovljeno je njihovom ure|eno{}u i dostupno{}u, koja se oslanja na odgovaraju}e baze podataka. Tako|e, ta~nost ulaznih podataka u geografski informacioni sistem je od presudne va`nosti u sistemu odlu~ivanja i dono{enju odluka na nivou tretiranih resursa. Geografski Informacioni Sistem (GIS) se ve} koristi u telekomunikacionim kompanijama u svetu za razli~ite aplikacije kao njihova priprema za novu informacionu eru. Specifi~ne aplikacije koje su zasnovane na GIS-u iz oblasti telekomunikacija i kablovskih servisa su:

• pra}enje i projektovanje mre`e • analiza gre{aka i otkaza • formiranje baza podataka i odr`avanje • analiza tr`i{ta • inventar opreme • podr{ka analizama i odlu~ivanju • analiza tro{kova i investicija

Na slici 2 data je primena GIS-a u urbanoj sredini za analizu prostora.

Slika 2. Kori{}enje GIS-a u urbanim sredinama

Me|utim implementacija jedinstvenog informacionog sistema Srbije nije mogu}a bez izrade jedinstvene prostorne osnove za celokupnu teritoriju, [3]. To podrazumeva da se ukupno podru~je podeli na sistem operativnih prostornih jedinica, koje bi bile u skladu sa katastarskom i statisti~kom podelom, a koje bi predstavljale trajnu prostornu matricu (povoljniju od postoje}ih), za vo|enje svih relevantnih baza podataka (u GIS sistemu) vezanih za prostor i zemlji{te, kao {to su (pominjemo samo one od interesa za projektovanje pristupnih tk mre`a): • geolo{ke karakteristike zemlji{ta,

• katastarska evidencija, • klasifikacija gra|evinskog zemlji{ta, • statisti~ka evidencija, • evidencija izgra|enih i ugra|enih materijalnih dobara

(stanovi, poslovni prostor, saobra}ajnice, zelenilo, infrastruktura,

• evidencija postoje}ih i planiranih namena prostora.

Ovim bazama treba dodati usko specijalizovane baze Telekoma za podacima o telefonskim priklju~cima (postoje}im, novim i potencijalnim), baze smetnji i otkaza, detaljima postoje}e telekomunikacione infrastrukture i dr. Ove baze treba da zadovolje uslove kompatibilnosti sa svim ostalom bazama u GIS okru`enju. Prostorna jedinica treba da zadovolji slede}e kriterijume: • da predstavlja kompaktnu, trajnu celinu, katastarski,

prostorno i administrativno definisanu, • da se uklapa u statisti~ki sistem, • da ima optimalnu veli~inu, • da predstavlja karakteristi~nu prostornu namenu, i dr.

Ovakva prostorna jedinica je najpribli`nija gra|evinskom bloku u okviru naseljenog mesta, planiranom gra|evinskom bloku ili bloku druge namene u okviru gra|evinskog reona naselja. Za potrebe grada Ni{a takva podela izvedena je u fazi izrade GUP-a 1994. godine.

U okviru ovako definisanog sistema prostornih jedinica, u narednom poglavlju je dat {ematski prikaz primene pojedinih algoritama optimizacije u fazi projektovanja. IV OPTIMIZACIJA U FUNKCIJI PROJEKTOVANJA a) Teorijsko sredi{te mre`e

Jedan od najva`nijih problema planiranja pristupnih mre`a predstavlja odre|ivanje takvog mesta u mre`i u odnosu na koje su tro{kovi izgradnje odgovaraju}e mre`e najni`i [4]. Tako odre|eno teorijsko sredi{te mre`e predstavlja prvi izbor pri odre|ivanju lokacije komutacije, odnosno spoljnjeg izvoda u zavisnosti od namene i prostora optimizacije. Algoritam optimizacije polazi od pretpostavke ortogonalnog rasporeda ulica (odnosno idealnog ure|enja prostora u sistemu prostornih jedinica) i minimalnog rastojanja pretplatnika od sredi{ta mre`e. Time se posti`e minimalna du`ina parica za pokrivanje pretplatnika, odnosno minimum km-pari. Uz pretpostavku da je cena ko{tanja izgradnje pristupne mre`e direktno proporcionalna ceni ko{tanja kablova (odnosno parica), minimalna vrednost km-pari zna~i}e i minimum cene investicije. Iskustvo potvr|uje linearnu zavisnist cene ko{tanja investicije od cene kablova (cena kablova je od 1/3 do 1/2 vrednosti investicije). Na slici 3. dat je {ematski prikaz odre|ivanja teorijskog sredi{ta mre`e.

Svaka prostorna jedinica odre|ena je svojim koordinatama i informacijom Gij koja defini{e ukupan

broj pretplatnika u prostornoj jedinici ij.

Najpre se defini{u me|uzbirovi po vrstama i kolonama. Za svaku

posmatrau ravan se formiraju sume svih pretplatnika sa jedne i sa druge strane posmatrane ravni. Horizontalna ravan teorijskog sredi{ta mre`e je ozna~ena sa (a) i za nju va`i: , odnosno: , (1)

Vertikalna ravan teorijskog sredi{ta mre`e (b) je definisana

izrazom: , odnosno: , (2) U preseku (a) i (b) nalazi se teorijsko sredi{te mre`e ATC.

Va`no je napomenuti da pri odre|ivanju teorijskog sredi{ta mre`e nisu uzeti u obzir faktori koji zna~ajno mogu da uti~u na odluku o kona~nom izboru sredi{ta mre`e. Ti faktori su slede}i:

G11 G12 G13 G14 G1,m-1 G1m

G21

G31

Gn1

G22

Gnm

ΣG1km

k=1

Σm

k=1

ΣG3km

k=1

Σm

k=1

ΣGk1n

k=1ΣGkmn

k=1

mΣ

Σ

Σ Σ

(a)

(b)

ATC (x,y)

Slika 3. Odre|ivanje te`i{ta pristupne TK mre`e • prilago|avanje mesta ATC mre`i me|umesnih

vodova, • struktura postoje}e telekomunikacione mre`e, • uticaj postoje}e kablovske kanalizacije, • zna~ajni uticaj cene iskopa rova koja nije uvek u

srazmeri sa du`inom pretplatni~kih parica,

++≈

+ ΣΣΣΣ

====km

n

kk

n

kk

n

kk

n

kGGGGb

13

12

11

1...:

∑↓≈∑ ↑:a

Σ→

≈Σ←

:b

++≈

+ ΣΣΣΣ

====nk

m

kk

m

kk

m

kk

m

kGGGGa

13

12

11

1...:

• uticaj lokalnih prilika (specifi~ni uslovi na terenu, urbanisti~ki zahtevi, uskla|ivanje sa postoje}om infrastrukturom, i dr.

Svi ovi faktori se mogu uklju~iti u analizu teorijskog sredi{ta mre`e kroz njihov ekvivalentni uticaj na du`inu km-pari. b) Izra~unavanje km-pari

Veoma va`an podatak koji zna~ajno defini{e tro{kove izgradnje pristupne mre`e je vrednost km-pari, odnosno veli~ina koja defini{e ukupnu du`inu svih parica. Na slici 4 dat je {ematski prikaz prostora podeljenog na prostorne jedinice, koje su odre|ene svojim koordinatama i brojem pretplatnika Gij. Prostor je pokriven mre`om izvoda, obele`enih kru`i}ima, na uglovima prostornih jedinica. Osen~eni kvadrati oko izvoda predstavljaju zone izvoda. Za odre|eno sredi{te mre`e definisano na napred navedeni na~in, ili na neki drugi na~in, izra~unavamo du`inu svih parica u primarnoj mre`i formiranjem suma pretplatnika po vrstama i kolonama i du`inama svih pari sa jedne i sa druge strane horizontalne (h) i vertikalne ravni (v) koje su odre|ene izborom sredi{ta mre`e, na slede}i na~in:

, (3)

, (5)

gde su li(h) i li(v) rastojanja ravni izvoda i (horizontalna h i vertikalna v) od odgovaraju}ih ravni ATC. Ukupna du`ina parica bi}e jednaka zbiru (3), (4), (5) i (6).

G11 G12 G13 G14 G1,m-1 G1m

G21

G31

Gn1

G22

Gnm

ΣG1km

k=1

Σm

k=1

ΣG3km

k=1

Σm

k=1

ΣGk1n

k=1ΣGkmn

k=1

m

(x01,y01)(x00,y00) (x0m,y0m)

(x10,y10)

(xn0,yn0)

ATC (x,y) ΣΣ

Σ Σ

l0(v)

l3(v)

lm(h)l3(h)l0(h) l1(h)

ln (v)

l1(v)

Slika 4. Izra~unavanje km-pari u pristupnoj mre`i c) Sekundarna mre`a

Bitan ~inilac ukupnih tro{kova izgradnje pristupne mre`e ~ine tro{kovi izgradnje sekundarne mre`e. Na slici 5 dat je prikaz tehni~kog re{enja podzemne i vazdu{ne sekundarne mre`e. Za grubo odre|en polo`aj izvoda sa slike 4 vr{i se pode{avanje prema uslovu minimalne du`ine razvodnih kablova. Koordinate izvoda (x,y) se dobijaju minimizacijom sume kablova do pretplatnika 1, 2, .. , N koja je funkcija x i y. Integracijom GIS-a i alata za analizu i projektovanje mogu}e je automatizovati ovu optimizaciju.

U primerima a), b) i c) date su upro{}ene situacije, {to ne umanjuje op{tost opisanih procedura. Realna situacija na terenu uvek uklju~uje i dodatne parametre. Bez obzira {to je kona~ni izbor re{enja uvek izbor projektanta, pomo} informacionih tehnologija mo`e biti zna~ajna.

(k2,p2)(k2,p2)(k1,p1)

(k ,p )N N

( , )x y

(k2,p2)

(k1,p1)

(k ,p )N N

( , )x yN

Slika 5. Vazdu{na i podzemna razvodna TK mre`a

V ZAKLJU^AK Vreme u kome `ivimo je vreme telekomunikacija. Porast tr`i{ta telekomunikacija i implementacija novih usluga ne mo`e se zamisliti bez izgradnje primarne telekomunikacione infrastrukture. To uslovljava potrebu za efikasnom i pravovremenom izradom tehni~ke dokumentacije. Ovo se ne mo`e zamisliti bez primene savremene informacione tehnilogije, kako u procesu

( ) ( )vlGGvlGm

kk

m

kk

m

kk 1

12

110

11 222:

++

↑ ∑∑∑∑

===

( ) ( )hlGGhlGn

kk

n

kk

n

kk 1

12

110

11 222:

++

∑∑∑Σ===

←

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) )6(,22

...22

222

31

31

4

21

21

1

11

111

:

hlGG

hlGG

hlGGhlG

n

kk

n

kk

mn

kmk

n

kmk

m

n

kmk

n

kkmm

n

kkm

++

++

++

++

∑∑

∑∑

∑∑∑Σ

==

−=

−=

−

−=

−==

→

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

( ) )4(,22

...22

222:

31

31

4

21

21

1

11

111

vlGG

vlGG

vlGGvlG

m

kk

m

kk

nm

kkn

m

kkn

n

m

kkn

m

knkn

m

knk

+

++

+

+

++

↓

∑∑

∑∑

∑∑∑∑

==

−=

−=

−

−=

−==

projektovanja, tako i u drugim segmentima investicione izgradnje. Mo`e se pretpostaviti da sada{nje stanje planiranja, razvoja i projektovanja u Telekomu ne}e biti u stanju da adekvatno odgovori zahtevima koje }e pred ovaj segment aktivnosti pretpostaviti poja~ana investiciona tra`nja, ni kvalitativno, ni kvantitativno. Izgradnja informacionog sistema Telekoma na bazi GIS-a i njegova integracija u jedinstveni informacioni sistem Republike Srbije vi{e nije samo lepa `elja, ve} neophodna potreba razvoja telekomunikacionog sistema.

S tim u vezi treba ostvariti dva strate{ka cilja: kratkoro~ni, koji obezbe|uje funkcionalno, efikasno i produktivno izvr{avanje poslova razvoja, projektovanja, investicione izgradnje i odr`avanja telekomunikacionih objekata i dugoro~ni, formiranje detaljnih baza podataka o telekomunikacionim objektima, mogu}nost njihove analize i pretra`ivanja sa ogromnim prednostima koje takav sistem sa sobom donosi

U radu su, kao ilustracija velikih mogu}nosti, dati segmenti mogu}e primene ra~unarske tehnologije u pojedinim fazama optimizacije projektovanja. LITERATURA

[1] Projekat razvoja informacionog sistema za poslove planiranja, razvoja, projektovanja i investicija u JP PTT "Srbija", Direkcija za razvoj i investicije JP PTT "Srbija", 1996.

[2] Milo{evi} Z., \or|evi} D., Osnove informacionog sistema za projektovanje telekomunikacionih kapaciteta, Zbornik radova TELFOR '96, Svet telekomunikacija-str. prilog broj 13, PTT glasnik 155, 1996..

[3] Medvedev M., Restandardizacija prostornih jedinica za uspostavljanje jedinstvenog GIS sistema Srbije, Urbanizam i planiranje u svetu ra~unara, "Komunikacije" 5, 1993.

[4] Uputstvo o planiranju i projektovanju mesnih telefonskih mre`a, Zajednica Jug. PTT, Beograd 1979.

Abstract: Actual situation and some illustrations of the great possibilities of the computer technologies application in access telecommunication networks design in "Telecom Serbia" are given in this paper. That is presented through the examples of the optimization processes in design and forecasting investment cost. THE ACCESS TK NETWORKS DESIGN - THE PRESENT AND THE NEW TECHNOLOGIES APPLICATION PERSPECTIVES, Dragan \or|evi}, Zorica Milosevi}, Violeta Svetozarevi}.