Σχεδιασμός δικτύων FTTH σε περιβάλλον GIS και βελτιστοποίηση ομαδοποίησης κτιρίων

Μουρατίδου, Δέσποινα; Mouratidou, Despoina

dc.contributor.author	Μουρατίδου, Δέσποινα	el
dc.contributor.author	Mouratidou, Despoina	en
dc.date.accessioned	2024-03-13T10:30:26Z
dc.date.available	2024-03-13T10:30:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58995
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26691
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Γεωπληροφορική”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Οπτική ίνα	el
dc.subject	Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα	el
dc.subject	FTTH	en
dc.subject	Αυτοματοποίηση	el
dc.subject	Ομαδοποίηση καμπινών	el
dc.subject	Optical fibre	en
dc.subject	Telecommunication networks	en
dc.subject	Cabinets clustering	en
dc.subject	Automation	en
dc.title	Σχεδιασμός δικτύων FTTH σε περιβάλλον GIS και βελτιστοποίηση ομαδοποίησης κτιρίων	el
heal.type	masterThesis
heal.generalDescription	Η ανάπτυξη της οπτικής ίνας έρχεται να αντικαταστήσει τα τελευταία χρόνια προηγούμενες τεχνολογίες τηλεπικοινωνίας όπως είναι ο χαλκός, αλλά και να εγκατασταθεί σε περιοχές οι οποίες δεν έχουν αναπτυγμένα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, όπως για παράδειγμα απομακρυσμένα χωρία , ορεινές περιοχές και να δώσει τη δυνατότητα παροχής υψηλών και σταθερών ταχυτήτων με αποτέλεσμα την ευρεία χρήση τεχνολογιών που απαιτούν σύνδεση στο διαδίκτυο. Στο δεύτερο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας, αναλύεται η τεχνολογία της οπτικής ίνας δηλαδή η δομής της και τα χαρακτηριστικά της. Ανάλογα με τη δομή της, τον τρόπο μετάδοσης του φωτός και τον δείκτη διάθλαση οι οπτικές ίνες διαχωρίζονται σε κατηγορίες. Επιπλέον, η δομή της οπτικής ίνας είναι τη κάνει να πλεονεκτεί σε σχέση με άλλα μέσα μετάδοσης όπως είναι ο χαλκός. Η ηλεκτρική μόνωση, η ακεραιότητα στη θερμοκρασία και στο σήμα είναι μερικά από τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει. Ωστόσο, οι οπτικές ίνες όπως και όλα τα υλικά μειονεκτούν σε σημεία, όπως στη δεδομένη περίπτωση είναι το κόστος παραγωγής και εγκατάστασης αλλά και η ευθραστότητα της. Η παρουσία καλωδίων οπτικής είναι εμφανής σε πολλούς κλάδους όπως στις τηλεπικοινωνίες, στον ιατρικό και στον στρατιωτικό κλάδο, στον βιομηχανικό τομέα και σε πολλούς άλλους. Στο επόμενο κεφάλαιο αναλύονται τα δίκτυα οπτικών ινών FTTx και η αρχιτεκτονική τους. Οι κατηγορίες των δικτύων οπτικών ινών που παρουσιάζονται προκύπτουν από την αρχιτεκτονική τους όσο αφορά την συνδεσμολογία της οπτικής ίνας είτε σε υπάρχον δίκτυο χαλκού είτε όχι και στο σημείο που πραγματοποιείται η αλλαγή του μέσου. Τα δίκτυα FTTx παρουσιάζουν ποικίλα πλεονεκτήματα όμως η συνδεσιμότητα υψηλής ταχύτητας, η αξιοπιστία, η μελλοντική βιωσιμότητα και η εξοικονόμηση κόστους, τα οποία αποτελούν βασικά στοιχεία για την ευρεία έκταση τους. Το δίκτυο που επιλέγεται να αναλυθεί στην παρούσα διπλωματική εργασία είναι το FTTH, το οποίο στηρίζεται στην αρχιτεκτονική όπου η διαδικασία εγκατάστασης και λειτουργίας των οπτικών ινών ξεκινάει από τον κεντρικό κατανεμητή και φτάνει ως τον τελικό χρήστη (είτε κατοικία είτε η επιχείρηση). Ένα τηλεπικοινωνιακό δίκτυο αποτελείται από τα οπτικά και από τα φυσικά στοιχεία. Σε αυτή την περίπτωση τα βασικά οπτικά στοιχεία ενός δικτύου FTTH είναι το κεντρικό σημείο (CO), το δίκτυο κορμού (Feeder cabling), το δίκτυο διανομής (Distribution cabling), το δίκτυο πρόσβασης (Drop cabling) και ο εξοπλισμός του πελάτη. Η φυσική υποδομή ενός δικτύου τέτοιου Page \| 5 επικεντρώνεται στα σκάμματα και στα φρεάτια. Οι διαθέσιμες αρχιτεκτονικές εγκαταστάσεις οπτικών δικτύων χωρίζονται σε δύο κατηγορίες ‘’το σημείο προς σημείο’’ και ‘’το σημείο προς πολλαπλά σημεία’’, τα οποία αναλύονται σε αυτό το κεφάλαιο. Τέλος, η εγκατάσταση οπτικών δικτύων χωρίζεται σε τρεις φάσεις. Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιήθηκε η ανάλυση του σχεδιασμού δικτύων FTTH, που μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση διαφόρων λογισμικών όπως είναι τα γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα (GIS), είτε αμιγώς σχεδιαστικά συστήματα όπως το Autocad. Στο εν λόγω κεφάλαιο πραγματοποιούνται αναφορές σε μελέτες με παρόμοιο περιεχόμενο με την παρούσα διπλωματική εργασία, με σκοπό την άντληση ιδεών. Έπειτα αναφέρονται τα στάδια του σχεδιασμού της φυσικής υποδομής τα οποία αποτελούν και το αντικείμενο μελέτης. Τα πιο αξιοσημείωτα σχεδιαστικά στάδια είναι η ομαδοποίηση των κτηρίων (clustering), η επιλογή θέσης καμπίνας και ο σχεδιασμός του δικτύου διανομής από την καμπίνα προς τον τελικό χρήστη (κτίρια). Απαραίτητα στοιχεία για την έναρξη του σχεδιασμού αποτελούν τα κτίρια με τους συνδρομητές τους και ο άξονας των δρόμων. Στο κεφάλαιο αυτό επίσης f παρουσιάζονται οι γενικές αρχές του σχεδιασμού της Α φάσης, f και αφορούν τις καμπίνες και τα τμήματά τους (boundaries, legs), τους αγωγούς και τα φρεάτια με τις αντίστοιχες προδιαγραφές. Τα παραπάνω στοιχεία παρουσιάζονται σε GIS περιβάλλον όσον αφορά τα περιγραφικά τους στοιχεία. Τέλος, στο κεφάλαιο αυτό αναπτύσσονται προβληματισμοί που προκύπτουν κατά τη διαδικασία του σχεδιασμού όπως η έλλειψη αυτοματοποιημένων διαδικασιών, το οποίο αποτελεί και το μεγαλύτερο πλήγμα, καθώς χειροκίνητες διαδικασίες που πραγματοποιούνται βάσει κανόνων απαιτούν πολύ χρόνο και εφ όσον δύναται να προκύψουν σφάλματα τα οποία θα μπορούσαν να είχαν αποφευχθεί. Στο πέμπτο κεφάλαιο έρχεται να δοθεί λύση στο πρόβλημα της ομαδοποίησης των κτιρίων καθώς πραγματοποιούνται διάφορες προσεγγίσεις στηριζόμενες στον αλγόριθμο k-means. Τελικά, κρίνεται απαραίτητα η εξαγωγή ενός κώδικα python για την χρήση constrained k-means. Έπειτα με την συμβολή κάποιων επιπλέον εντολών στο QGIS, διεξάγεται ένα επιθυμητό και αποδεκτό αποτέλεσμα. Ανακεφαλαιώνοντας, η επίλυση σχεδιαστικών δυσχερειών κρίνεται αναγκαία καθώς τα δίκτυα FTTH γνωρίζουν μεγάλη απήχηση. Ο αυτοματισμός αποτελεί απαραίτητο στοιχείο, χωρίς όμως να μπορεί να αντικαταστήσει έναν έμπειρο μηχανικό.	el
heal.classification	Δίκτυα τηλεπικοινωνιών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-30
heal.abstract	Η τεχνολογία των οπτικών ινών έχει γίνει αποδεκτή εκτεταμένα σε διάφορους τομείς της κοινωνίας, λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων της έναντι των παραδοσιακών τεχνολογιών επικοινωνίας, όπως είναι το μεγαλύτερο εύρος ζώνης, η μετάδοση σήματος σε μεγαλύτερες αποστάσεις χωρίς υποβάθμιση της ποιότητας του σήματος, καθώς και η αντοχή σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Παράλληλα, αξιοσημείωτη είναι η αναγνώριση που έχουν αποκτήσει τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα FTTH. Τα δί κτυα αυτά αναφέρονται στην εγκατάσταση και χρήση οπτικών ινών απευθείας σε μεμονωμένα κτίρια, όπως κατοικίες, πολυκατοικίες και επιχειρήσεις, από ένα κεντρικό σημείο, παρέχοντας υπηρεσίες διαδικτύου υψηλής ταχύτητας απευθείας στον τελικό χρήστη. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, θα αναπτυχθεί ο σχεδιασμός ενός δικτύου FTTH, με την αξιοποίηση Γεωπληροφοριακών Συστημάτων (GIS). Τα εργαλεία GIS δίνουν τη δυνατότητα στους μηχανικούς και τους σχεδιαστές να απεικονίζουν, να αναλύουν και να βελτιστοποιο ύν την υποδομή του δικτύου στο πλαίσιο του φυσικού και του δομημένου περιβάλλοντος. Αυτό καθιστά την τεχνολογία GIS απαραίτητη στον τομέα του σχεδιασμού και της μελέτης τηλεπικοινωνιακών υποδομών. Παρ' όλα αυτά, η έλλειψη αυτοματοποιημένων διαδικασιών κατά το στάδιο του σχεδιασμού καθιστά την εκπόνηση μιας μελέτης χρονοβόρα και ευάλωτη σε πιθανά σφάλματα. Έτσι, σκοπός της εργασίας είναι ο εντοπισμός διαδικασιών που μπορούν να υποστούν βελτιστοποίηση, καθώς και ο αυτοματισμός της ομαδοποίησης των κτιρίων που θα εξυπηρετούνται από μια καμπίνα.	el
heal.advisorName	Κάβουρας, Μαρίνος	el
heal.committeeMemberName	Τομαή, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Πανόπουλος, Γιώργος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	95 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false