Проект сети широкополосного доступа 12-го микрорайона г. Сургута

Проект сети широкополосного доступа 12-го микрорайона г. Сургута

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

(СибГУТИ)

ВЫПУСКНАЯ

КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

Проект сети широкополосного доступа 12-го микрорайона г. Сургута

Новосибирск 2016 г.

Аннотация

Проект сети широкополосного доступа 12-го микрорайона города Сургута.

Ключевыеслова: GPON, 12-й микрорайон города Сургута, OLT, ONT, широкополосный доступ

Работа выполнена: на предприятии ПАО «Ростелеком»

Руководитель: доцент Галина Федоровна Журихина

Целью работы являлось: расчитать количество и стоимость оборудования и материалов для подключения к сети передачи данных 12-го микрорайона города Сургута по технологии xPON, а так же рентабельность инвестиционного проекта_

Решаемые задачи: Выбор технологии подключения, выбор оборудования и материалов, расчет бюджета оптической мощности, расчет экономической составляющей

Основные результаты: при строительстве сети доступа использовали наиболее подходящие материалы и оборудование, а так же получили высокую рентабельность инвестиционного проекта

Содержание

Введение

. Характеристика района внедрения сети

.1 Краткая географическая и социально-экономическая характеристика г. Сургута

.2 Характеристика 12-го микрорайона г. Сургута

.3 Характеристика существующей мультисервисной транспортной сети и сети широкополосного доступа

.4 Обоснование необходимости строительства сети PON

. Разработка предложений по строительству сети доступа

.1 Современные технологии сети доступа

.1.1 Обзор технологий xPON

.1.2 Сравнительный анализ и выбор конкретной технологии

.2 Выбор проектируемого оборудования

.2.1 Выбор активного оборудования

.2.2 Выбор пассивного оборудования

.3 Выбор волоконно-оптического кабеля

.3.1 Выбор магистрального волоконно-оптического кабеля

.3.2 Выбор распределительного ВОК

.4 Разработка перспективной схемы организации связи сети доступа

. Расчёт технических характеристик сети доступа

.1 Расчет числа волокон магистральной оптической сети

.2 Расчёт домовой распределительной сети (ДРС)

.3 Расчет бюджета оптической мощности

.4 Измерения пассивных оптических сетей (PON)

. Описание схемы размещения оборудования

. Технико-экономическое обоснование проекта

.1 Расчет капитальных затрат на реализацию проекта

.2 Расчет эксплуатационных затрат

.3 Расчёт доходов

.4 Оценка эффективности инвестиционного проекта

Заключение

Приложение

Введение

Возможность в любое время в любом месте при любых условиях иметь доступ к неограниченным информационным ресурсам становится для современного человека одним из самых важных аспектов жизни.

Сети доступа являются сегодня самой консервативной компонентой телекоммуникационных систем. До сих пор эксплуатируются кабели, проложенные в начале ХХ века. Часто в качестве сетей доступа используется аналоговая телефонная сеть, техническое состояние и возможности которой не позволяют внедрять новые услуги в силу ограниченной пропускной способности, неприспособленности к высокоскоростной передаче данных и видеоинформации.

С внедрением новых технологий сети доступа можно рассматривать как наиболее динамичным сегмент телекоммуникационной отрасли. Они непосредственно связаны с предоставлением операторских услуг абонентам, поэтому сети доступа хорошо окупаются даже в условиях неблагоприятной экономической ситуации. Здесь постоянно совершенствуются технологии для удовлетворения новых потребностей пользователей, появляются новые, характерные только для этих сетей, технические решения.

В настоящее время в сетях доступа ведется переход на оптические технологии в фиксированной связи. Поэтому можно с уверенностью сказать, что сети доступа находятся в фазе развития, что делает их технически и финансово привлекательными.

Наряду со ставшими традиционными решениями, на основе оптических модемов, оптического Ethernet, технологии Micro^. SDH, появились перспективные и прогрессивные решения для построения мультисервисной сети с предоставлением услуг IP телефонии, IP TV, доступа в Интернет/передачи данных с использованием архитектуры пассивных^. оптических^. сетей PON (passivel opticall^. network).

Концепция её архитектуры заключается в организации пассивных оптоволоконных линий от магистрального узла до абонентских устройств, имеющих древовидную структуру, на ответвлениях ветвей которого используются пассивные оптические разветвители, не требующие обслуживания и питания. Технологии^. PON в последнее время уделяется много внимания со стороны операторов связи.

Сегодня потребность пользователей^. Интернет в передаче большого объема данных на высокой скорости стремительно растет. Это связано с увеличением качества используемых данных, и как результат рост их объема. Также немалую роль играют технологии передачи всевозможных высококачественных мультимедийных данных (видео высокого разрешения, звук). Т. к. операторам связи экономически выгодно предоставление мультимедийных услуг, то их есть смысл развивать.

Одной из главных проблем развития высокоскоростных сетей является отсутствие достаточного количества высокоскоростных линий связи «последней мили» в России. Проблема особенно актуальна в средних и мелких населенных пунктах, в которых «последняя^. миля» организована посредством телефонных линий связи. Технологии передачи данных на таких линиях в данный момент практически не развиваются (V92, ISDN, xDSL), так как в перспективе требования к пропускной способности сетей будут расти в несколько раз, что не возможно при использовании телефонных линий. Поэтому необходимые скорости передачи информации могут охватить только оптоволоконные технологии в различных их вариациях.

В процессе^. поиска таких вариаций_. телекоммуникационный^. рынок нашел решение в технологии^. PON.

Основное направление совершенствования связи в России - это создание интеллектуальной высокоорганизованной автоматизированной сети, обеспечивающей требуемое качество и надежность передачи сообщений, а также предоставление пользователям необходимого комплекса услуг.

Одновременно с этим, во всем мире, в связи с сильно растущей конкуренцией, у всех операторов, предоставляющих базовые услуги связи, наблюдается падение доходов в расчете на одного абонента.

Очень популярной стала услуга под названием Triple^. Play. Такая услуга включает в себя три основных сервиса: высокоскоростной интернет, цифровое телевидение и телефонию (ТСР/IP + IPTV + VoIP). В первую очередь это удобно для абонента, так как он может оплачивать в одном все эти услуги.

Однако, внедрение Triple^. Play требуют от поставщика услуг принципиально нового технического оснащения. Это касается оборудования, как на стороне оператора, так и на стороне абонента. Но и линии связи при этом нуждаются в существенной модернизации.

Одной из самых распространенных^. в мире технологий является xDSL, которая позволяет передавать голос и данные по одной медной паре.

Конечно, использовать уже существующие линии связи удобно и дешево, но технология xDSL уже в настоящее время исчерпала свои возможности, прежде всего по параметру широкополосности. С передачей информации по телефонному^. кабелю связаны и другие проблемы - помехи и взаимное влияние, а самое главное, это сравнительно небольшая дальность передачи.

Оптическое же волокно лишено этих недостатков, поскольку не имеет ограничений по полосе пропускания, значительно превосходит медь по дальности передачи и не оказывает побочного влияния на соседние волокна.

Поэтому в последнее время всё больше внимания уделяется использованию оптоволокна на последней миле. FTTx - это обозначение для ряда технологий, таких как Fiber To The Building (FTTB) - оптоволоконный кабель заходит в здание (многоквартирный дом или офис); Fiber To The Curb (FTTC) - оптоволокно идет до группы зданий. В этих двух случаях в узле сопряжения стоит активное оборудование, а к пользователю приходит витая пара или коаксиальный кабель. Мы будем рассматривать технологию Fiber To The Home (FTTH) - оптоволокно проводится в дом или квартиру, то есть непосредственно к абоненту.

Преимущества технологии^. PON:

отсутствие промежуточных активных узлов;

экономия оптических приёмопередатчиков в центральном узле;

экономия волокон;

лёгкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных).

Недостатком данной архитектуры является большое число отрезанных от сети абонентов при обрыве оптоволокна на участке от OLT до внутридомового сплиттера.

Целью данного бакалаврского проекта является строительство на территории Сургутского городского центра телекоммуникаций ПАО «Ростелеком» узлов сети FTTx с прокладкой оптических линий связи до домов с потенциальными абонентами по адресам:

улица Бажова, дома: 2, 4, 6, 8;

улица Бахилова, дома: 2б, 2в, 4, 6, 8, 11, 9а, 3/1;

улица Островского, дома: 3;

проспект Ленина, дома: 40, 42, 46.

Тема проекта является актуальной, так как является отражением стратегического направления развития сети широкополосного доступа по технологии FTTx.

1. Характеристика района внедрения сети

.1 Краткая географическая и социально-экономическая характеристика г. Сургута

Сург´ут - город в России, административный центр Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа, крупнейший город округа, один из немногих российских региональных городов, превосходящих административный центр своего субъекта как по численности населения, так и по промышленному, экономическому и туристическому значению.

Крупнейший в Приобье речной порт. Важный узел железных и автодорог (крупнейший на севере Западной Сибири). Международный аэропорт федерального и хозяйственного значения.

Основа экономики города - предприятие ОАО «Сургутнефтегаз». В Сургуте работают одни из самых мощных электростанций мира ГРЭС-1 и ГРЭС-2.

Город основан в 1594 году. Состоит из Восточного, Центрального, Северо-восточного, Северного промышленного и Северного жилого районов.

Площадь города - 353, 97 км².

По данным на 2016 год численность населения города составляет около 349000 человек и стремительно растет.

.2 Характеристика 12-го микрорайона г. Сургута

В данном проекте будем рассматривать 12-ый микрорайон города Сургута (рисунок 1.1), который находится в центральной части города. Дома пятиэтажные. Помимо них есть здания детского сада, школы, торгового комплекса и торговых павильонов.

Рисунок 1.1 - 12-ый микрорайон г. Сургута

В бакалаврской работе для организации широкополосного доступа рассматривать будем следующие строения:

Улица Бахилова, дом 2 - этажность 5, 5 подъездов, 100 квартир;

Улица Бахилова, дом 4 - этажность 5, 4 подъезда, 80 квартир;

Улица Бахилова, дом 6 - этажность 5, 5 подъездов, 75 квартир;

Улица Бахилова, дом 8 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 2б - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 2в - этажность 5, 5 подъездов, 75 квартир;

Улица Бажова, дом 4 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 6 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 8 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 3/1 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 9а - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Улица Бажова, дом 11- этажность 5, 5 подъездов, 75 квартир;

Улица Островского, дом 3 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Проспект Ленина, дом 46 - этажность 5, 6 подъездов, 90 квартир;

Проспект Ленина, дом 42 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир;

Проспект Ленина, дом 40 - этажность 5, 4 подъезда, 60 квартир.

1.3 Характеристика существующей мультисервисной транспортной сети и сети широкополосного доступа

В настоящее время на сетях связи Сургутского ЛТЦ ПАО «Ростелеком» функционирует сеть доступа по технологии PON. Сеть построена с задействованием волокон в существующих волоконно-оптических кабелях и использованием оборудования оптических терминалов LTР-8Х производства ООО Предприятие «Элтекс», Россия, SmartAX MA5600T производства фирмы «Huawei Technologies Co., Ltd», Китай и Нi-Focus SAM9600E/F152 производства фирмы «ECI Telecom», Израиль. Оборудование узлов оптического доступа подключено к существующему оборудованию мультисервисной сети ПАО «Ростелеком», через которую осуществляется предоставление услуг и управление сетью.

Существующая мультисервисная сеть передачи данных Сургутского ЛТЦ организована на основе технологии IP/MPLS. Существующие узлы расположены в производственных помещениях, принадлежащих ПАО «Ростелеком» и связаны между собой с использованием волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) с радиально-кольцевой территориально расположенной топологией. В качестве транспорта на городских участках между опорными узлами (крупные АТС) используются ресурсы сети на основе технологии DWDM, построенной на оборудовании производства НТО «Cisco Sistems». Коммутаторы Ethernet, обеспечивающие функции концентрации каналов от устройств уровня доступа, включаются в оборудование DWDM.

Резервирование каналов связи между устройствами сетевого уровня обеспечивается средствами транспортного уровня. Взаимодействие узлов сети передачи данных обеспечивается по интерфейсам Gigabit Ethernet (GE), 2GE, 10GE.

Для управления, мониторинга и технического обслуживания мультисервисной сети связи используется система управления и мониторинга типа Eltex. EMS, производства ООО Предприятие «Элетекс», Россия.

Статистический учёт за предоставленные абонентам услуги, обработка учётной информации, расчёт тарифных данных и оформление счетов, выполняется на существующем оборудовании биллинговой системы АСР типа «Старт», производства ЗАО «Группа Компаний Старт» (Россия), принадлежащей ПАО «Ростелеком».

.4 Обоснование необходимости строительства сети PON

Стоимость медного и волоконно-оптического кабеля (а также их прокладки) практически уравнялась. Но пропускная способность оптического кабеля гораздо выше, чем медного. А это означает, что при равной стоимости капитальных затрат, при реализации новых проектов удельная стоимость единицы информации для оптических систем будет значительно ниже. К примеру, ADSL-технологии позволяют получить реальные скорости в диапазоне от 1 до 8 Мбит/с. Оптические технологии не останавливаются даже на 1 Гбит/с - системы со спектральным уплотнением позволяют наращивать скорость передачи трафика по мере возникновения потребностей по единожды проложенномуl волокну.(Gigabit-capable рassive optical network) - технология пассивных^. оптических. сетей, которая позволяет увеличить пропускную способность сети до 1 Гб/с (в 100 раз выше, чем при технологии ADSL), обеспечивает высокое качество передачи видеосигнала с предоставлением новых сервисов, позволяет развивать телевидение высокой точности HDTV. Другим важным моментом является то, что GPON дает возможность предоставить^. абонентам «Ростелекома» услугу Triple^. Play и новые дополнительные сервисы, в частности, услугу видеонаблюдения в режиме^. online. При организации Интернет-доступа по технологии^. GPON используются пассивные^. сети, которые заводятся прямо в квартиру абонента, активное^. оборудование на пути к абоненту исключается, что повышает степень надежности и качество соединения.

Таким образом можно выделить очевидные преимущества^. технологии^. GPON.

Скорость. Оптическое волокно обладает полосой пропускания до 1 Гб/с, поэтому скорость и качество^. передачи данных выгодно отличается от других технологий (как проводных, так и беспроводных).

Надежность. Оптоволоконный кабель устойчив к электромагнитным воздействиям, не является источником электромагнитных^. волн, привлекателен по массово-габаритным параметрам и защищен от несанкционированного^. доступа.

Инновационность. Позволяет пользоваться самыми современными^. технологиями передачи данных.

Комплексность. Технология позволяет подключить услугу «Triple Play», то есть с помощью одного волокна можно подключить 3 услуги - высокоскоростной Интернет на скорости до 1 Гб/с; новейшее интерактивное IP-телевидение, которое даст возможность смотреть более 100 спутниковых и эфирных каналов цифрового^. телевидения с высоким разрешения формата HDTV; качественная^. телефонная связь с возможностью подключения как обычного, так и IP-телефона с расширенным набором функций, неограниченное количество номеров по одной линии и сохранение номера при переезде в зоне действия одной станции. Используя услуги IP-телефонии можно значительно экономить на звонках в другие города.

Единый счет за все услуги связи.

2. Разработка предложений по строительству сети доступа

.1 Современные^. технологии сети^. доступа

Строительство сетей^. доступа в настоящее время выполняется по следующим направлениям:

сети^. на основе существующих медных телефонных пар и технологии xDSL;

беспроводные сети;

волоконно-оптические сети.

Остановимся подробнее на технологии xDSL. Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). DSL позволяет значительно расширить полосу пропускания старых медных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. Следует помнить, что для организации линии DSL используются именно существующие телефонные линии; данная технология тем и хороша, что не требует прокладывания дополнительных телефонных кабелей. В результате вы получаете круглосуточный доступ в сеть Интернет с сохранением нормальной работы обычной телефонной связи. Данные технологии позволяют также использовать обычную телефонную линию для таких широкополосных систем, как видео по запросу или дистанционное обучение. Современные технологии DSL приносят возможность организации высокоскоростного доступа в Интернет в каждый дом или на каждое предприятие среднего и малого бизнеса, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы. Причем скорость передачи данных зависит только от качества и протяженности линии, соединяющих пользователя и провайдера. При этом провайдеры обычно дают возможность пользователю самому выбрать скорость передачи, наиболее соответствующую его индивидуальным потребностям.

По технологии DSL цифровые данные передаются на ваш компьютер именно как цифровые данные, что позволяет использовать гораздо более широкую полосу частот телефонной линии. При этом существует возможность одновременно использовать и аналоговую телефонную связь, и цифровую высокоскоростную передачу данных по одной и той же линии, разделяя спектры этих сигналов.

Основные типы xDSL обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.

Технологии xDSL поддерживают несколько вариантов кодирования информации:

2B1Q: Two-binary, one-quaternary, используется для IDSL и HDSL;

CAP: Carrierless Amplitude Phase Modulation - используется для HDSL;

DMT: Discrete multitone modulation, наиболее распространенный метод, известен также как OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing).

Достижения технологий xDSL во многом определяются достижениями техники кодирования, которая за счет применения процессоров DSP (Цифровой сигнальный процессор) смогла повысить скорость передачи данных при одновременном увеличении расстояния между модемом и оборудованием DSLAM.

Но вместе с этим существует и ряд недостатков инфраструктур доступа построенных на основе медножильных кабелей. И дело здесь не только в серьезных ограничениях полосы пропускания, присущих наиболее широко используемой на таких инфраструктурах технологии ADSL. Большая проблема - практически непредсказуемый уровень наводок (а значит, ухудшение качества связи) при увеличении числа широкополосных абонентов, «сидящих» на одном кабеле. Испытания, проведенные рядом российских операторов, показали, что, например, в 10-парном кабеле под каналы DSL допустимо задействовать не более трех пар.

Другой популярной «медной» технологией является Ethernet. Но, как известно, наиболее доступный по цене офисный вариант этой технологии способен работать по медной витой паре категории 5е на расстоянии до 100 м. А ведь между узлами связи и домами абонентов расстояния не 100 м, да и проложена между ними не витая пара категории 5е. Подводя итог выше сказанному, медножильная кабельная инфраструктура не может рассматриваться в качестве перспективной сети доступа для предоставления пакета широкополосных услуг. Ещё один недостаток технологии DSL это сравнительно невысокая скорость передачи данных - от 32 Кбит/с до 65 Мбит/с.

Теперь рассмотрим такую технологию, как ETTH. ETTH (Ethernet To The Home) - один из способов постоянного подключения к Интернету по протоколу Fast Ethernet, являющейся совместной разработкой компаний «Teleste Corporation» и «Tratec Telecom B.V.».

Скорость подключения - 100 Мбит/с или 1 Гбит/c. У ETTH отсутствуют такие свойственные ADSL ограничения как невысокая скорость передачи исходящих данных или ограниченные расстояния. Подключение по технологии ETTH не зависит от наличия телефонной линии. До каждого подключаемого дома производится прокладка оптического кабеля. В качестве соединительных абонентских линий, в зависимости от выбора провайдера, от активного оборудования прокладывается витая пара пятой категории, либо используются оптические соединительные кабели.

В целом, сети доступа, отстраиваемые по технологии ETTH (главным образом в регионе EMEA/Россия), характеризуются относительно не высокими первоначальными затратами (CAPEX) и повышенной стоимостью владения (OPEX).

В таблице 2.1 приведены основные преимущества и недостатки технологии ETTH.

Таблица 2.1 - Преимущества и недостатки сетей ETTH

Большие сети ETTH (свыше 100 тысяч портов) постепенно застраиваемые по мере увеличения проникновения, драматически сложны и слабоуправляемы благодаря чрезмерной децентрализации, отсутствию логически целостного дизайна и полному отсутствию унифицированных систем учета, контроля и управления сетью. Стоимость системы управления большой сетью ETTH становится сопоставима со стоимостью самой сети.

Этих недостатков лишены сети, построенные по технологиям PON (Passive Optical Network) с вводом оптического волокна непосредственно в квартиру абонента - FTTH (Fiber To The Home). PON - оптические^. сети с пассивным распределением.

Технология^. PON позволяет с использованием одного волокна организовать полностью пассивную оптическую сеть доступа для 64 узлов в радиусе 20 км.

Суть технологии PON заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) - компактные устройства, не требующие питания и обслуживания.

Свойства сети^. PON:

древовидная архитектура с передачей по одному волокну на двух длинах волн навстречу друг другу: 1550 нм (от центрального узла к абонентам, нисходящий поток) и 1310 нм (от абонентов к центральному узлу, восходящий поток);

на промежуточных узлах дерева, размещаются пассивные^. оптические разветвители;

использование метода доступа TDMA позволяет гибко распределять полосу^. пропускания между абонентами;

на одно волокно, идущее из центрального узла (OLT), можно подключить до 64 абонентских узлов (ONT);

максимальное удаление составляет 20 км.

.1.1 Обзор технологий xPON

Суть технологии^. PON заключается в том, что между центральным узлом, обеспечивающим подключение к магистрали, и абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть древовидной топологии. Пассивность означает отсутствие в сети элементов, усиливающих сигнал. Вместо требующих питания оптических повторителей, как в традиционных оптических сетях, в сетях PON используются недорогие оптические разветвители (сплиттеры), которые можно устанавливать практически в любом месте. Они применяются для каскадирования (мощность в них не обязательно делится на равные части) и создания древовидной структуры сети. Таким^. образом, PON дает возможность гибко развести оптическое^. волокно между десятками абонентов и подключать их модульно.

Существуют четыре основные топологии^. построения оптических^. сетей доступа: "кольцо", "точка-точка", "дерево с активными узлами", "дерево с пассивными узлами".

Кольцевая топология на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит также хорошо. В сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратиться в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений; подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов, что значительно снижает надежность сети.

Топология P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию и может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации, при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Но, поскольку оптический кабель нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для отдельных крупных абонентов, а не для спальных районов.

Дерево с активными узлами - это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор или маршрутизатор). Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания и обслуживания.

Решения на основе архитектуры PON используют логическую топологию P2MP. К одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Топология «дерево» с пассивным оптическим разветвителем

Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, так как на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии - сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Исходя из вышеперечисленного, данный вариант топологии сети доступа для микрорайона является наиболее оптимальным. Поэтому проектирование сети опирается и будет в дальнейшем опираться именно на эту топологию.

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентскими устройствами ONT и приема информации от них. Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT - прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм (рисунок 2.2). В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Рисунок 2.2 - Принцип частотного разделения потоков в PON

Прямой поток на уровне оптических^. сигналов, является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически образуется распределенный демультиплексор. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA. Для того чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных, c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

Преимущества технологий сети xPON:

отсутствие промежуточных активных узлов;

надёжность;

экономия ОВ и эффективное использование полосы пропускания;

экономия оптических приемо-передатчиков в узле сети;

низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети;

перспективность создания распределительной инфраструктуры;

возможность постепенного наращивания сети, высокая гибкость;

легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания;

древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети.

.1.2 Сравнительный анализ и выбор конкретной технологии

На сегодняшний день наиболее известны пять видов технологий PON, развивающиеся в двух направлениях. Первое - эволюционная ветка решений на основе протокола ATM, включающая в себя технологии APON, BPON и GPON, второе - эволюционная ветка на базе Ethernet-решений, куда входят технологии EPON и GEPON. Эволюционное развитие PON-технологий достаточно освещено в предыдущем разделе, поэтому сразу стоит обратиться к верхним ступеням их развития - GPON и GEPON.

Таблица 2.2 - Сравнительный анализ технологий GEPON и GPON

Технология GPON разработана под эгидой ITU-T и стандартизована в рекомендации G.984, принятой в 2005 г.; технология GEPON создавалась в рамках IEEE и регламентируется стандартом 802.3ah, принятым в 2004 г.лучше, чем EPON по показателям полосы пропускания, поддержки мульти-услуг, показателю ветвления и OAM, а также GPON более подходит для сетей, которым необходимо управление, взаимодействие с другим оборудованием, защита и др.

При равном коэффициенте разветвления на абонента сети GPON приходится вдвое большая скорость передачи по downstream-потоку по сравнению с абонентом сети GEPON. Технологии GPON и GEPON предоставляют пользователю практически одинаковый ресурс при условии, что в одном PON-дереве сети GPON вдвое больше пользователей.

Проанализируем возможности технологий GPON и GEPON для поддержки услуг Triple^. Play, под которыми сегодня понимается совокупность услуг телефонии, доступа в Интернет и передачи видеоинформации, предоставляемых в одной сетевой точке и с использованием одного типа носителя информации. Достаточно мощный профиль услуг Triple Play можно сформулировать так: одному конечному пользователю должны быть доступны три канала IPTV - один HDTV (15 Мбит/c) и два SDTV (2x4 Мбит/c), доступ в Интернет (2 Мбит/c), доступ к локальным ресурсам (1 Мбит/c), три линии VoIP (0,3 Мбит/c). То есть общий ресурс на одного пользователя составляет порядка 28 Мбит/c, при условии, что он пользуется всеми сервисами одновременно. Как следует из вышеизложенного, такой профиль услуг может поддерживаться в одном PON-дереве как для 32 пользователей GEPON, так и для 64 пользователей GPON. На самом же деле передаваемый в многопользовательском режиме (Multicast) трафик, включающий трафик IPTV, в дереве PON для каждого пользователя не дублируется, поэтому все абоненты одного дерева PON могут одновременно смотреть все транслируемые в нем IPTV-каналы. В результате услуги IPTV фактически не налагают ограничений на коэффициент разветвления, а реальная полоса, доступная абоненту, значительно шире.

В GEPON реализация режима Multicast в дереве PON, стандартизованная IEEE, базируется на обработке пакетов с Multicast-адресами и близка к технологиям, применяемым в Ethernet-сетях. В GPON поддержка Multicast в дереве PON стандартизована ITU-T только для ATM-протокола. При использовании GEM каждый производитель GPON реализует режим Multicast, базируясь на различных дополнениях к протоколу GEM, разрабатываемых самостоятельно либо на основе сторонних патентов.

До последнего времени наиболее распространена была технология EPON, это произошло благодаря Японии и Корее, где она начала применяться ранее других стран (с 2004 года) и является превалирующей над всеми другими технологиями широкополосного доступа. Рынок GPON растет с 2005 года главным образом за счет США. Ряд крупных Европейских операторов также ориентированы на технологию GPON, где первые крупные внедрения произошли в 2007 году. Первая тройка операторов - лидеров FTTH в разных регионах мира по убыванию:

. Япония: NTT использует EPON с 2004 года;

. США: Verizon применяет GPON с 2005 года;

. Европа: FranceTelecom выбрал GPON в 2007 году.

Но к 2012 году объемы продаж оборудования GPON обогнало EPON за счет активно растущих рынков США, Европы и Китая. Таким образом, на сегодня наиболее перспективной и экономически оправданной считается технология GPON в силу её активного продвижения всеми крупными вендорами и оптимальной архитектуры, где выделяют большую полосу пропускания, высокую концентрацию абонентов, проброс потоков E1, трансляцию сигналов кабельного ТВ, а также контроль и профилирование трафика, благодаря механизму динамического управления полосой пропускания.

Благодаря этим преимуществам, наиболее оптимальным для построения сети доступа выбирать именно технологии PON, а конкретно - GPON.

.2 Выбор проектируемого оборудования

Сеть FTTx по технологии PON состоит из трех основных частей: Станционный участок - это активное оборудование OLT (OLT - OpticalLineTerminal) и оптический кросс высокой плотности ODF (ODF - OpticalDistributionFrame), смонтированные на узле связи в помещении АТС.

Абонентский участок - это персональная абонентская разводка одноволоконным дроп-кабелем (реже двухволоконным) от элементов общих распределительных устройств до оптической розетки и активного оборудования ONT (ONT - Optical Network Terminal) в квартире абонента.

Линейный участок - это волоконно-оптический кабель, шкафы, сплиттеры, коннекторы и соединители, располагающиеся на всем пространстве между станционным и абонентским участком.

Линейный участок в свою очередь состоит из двух основных частей:

магистральный участок - это кабель, прокладываемый в каналах телефонной канализации или ВЛС от кросса ODF на АТС в направлении территории с большой группой зданий (район, квартал) и завершающийся оптическим распределительным шкафом (ОРШ);

распределительный участок - это кабель, выходящий из ОРШ и прокладываемый преимущественно внутри зданий вертикально по межэтажным стоякам.

Самым сложным и капиталоёмким является линейный участок, состоящий из множества разнообразного пассивного оборудования и большого количества строительно-монтажных работ, поэтому очень важно применение наиболее оптимальных методов его построения. Линейный участок определяет итоговую топологию пассивной оптической сети.

.2.1 Выбор активного оборудования

Технология GPON обеспечивает полосу пропускания 2,5 Гбит/с на группу до 64 абонентов по одному магистральному волокну в радиусе до 20 км. Структурно любая пассивная сеть состоит из трёх главных элементов: станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и абонентского терминала ONT. Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT имеет необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны.

Строительство сети доступа по технологии PON в г. Сургуте ПАО «Ростелеком» ведёт с использованием оборудования оптических терминалов LTР-8Х производства ООО Предприятие «Элтекс» (рисунок 2.3). Использование аналогичного оборудования позволит обеспечить сокращение эксплуатационных расходов, рациональное использование комплектов ЗИП, единство контроля и управления сетью. Поэтому в данной работе мы будем использовать именно это оборудование.

Станционный^. терминал предназначен для организации широкополосного доступа по пассивным оптическим^. сетям. Выход в транспортную сеть реализуется посредством интерфейсов Gegabit uplink и 10G Base-X. Интерфейсы GPON служат для подключения оптической распределительной сети. К каждому интерфейсу можно подключить до 64-х абонентских оптических терминалов по одному волокну. Всего на одном терминале 8 портов GPON (рисунок 2.4). Динамическое распределение полосы DBA (Dinamic Bandwidth Allocation) позволяет предоставлять полосуl пропускания в сторону пользователя до 2,5Гбит/с.

Рисунок 2.3 - Внешний вид терминала OLT LTP-8X

Применение оборудования LTP-8X позволяет строить масштабируемые, отказоустойчивые сети «последней мили», обеспечивающие высокие требования безопасности, как в городских условиях, так и в сельских районах.

ОT LTP-8X осуществляет управление абонентскими устройствами, коммутацию трафика и соединение с транспортной сетью.

Рисунок 2.4 - Типовая схема организации связи с использованием терминала LTP-8X

Конечному пользователю доступны следующие виды услуг:

голосовые услуги;

HDTV;

VoIP-телефония (на базе протоколов SIP/H.323/MGCP);

высокоскоростной доступ в интернет;

IP TV;

видео по запросу (VoD);

видеоконференции;

развлекательные и обучающие программы в режиме «Online».

Возможности:

динамическое распределение полосы DBA;

поддержка механизмов качества обслуживания QoS, приоритезация различных видов трафика на уровне портов GPON в соответствии с 802.1p;

поддержка функций безопасности;

удаленное управление ONT, автоматическое обнаружение новых ONT;

коррекция ошибок FEC;

возможность измерения мощности принимаемого сигнала от каждой ONT;

организация VLAN (диапазон идентификатора VLAN 0-4094);

фильтрация по МАС-адресу, размер таблицы МАС адресов - 16 000 записей;

поддержка IGMP Snooping v1/2/3, IGMP proxy;

поддержка DHCP snooping, DHCP relay agent;

поддержка PPPoE IA.

Устройство выполнено в металлическом корпусе с возможностью установки в 19″ каркас типоразмером 1U.

Поддержка функции RSSI позволяет определить значение мощности принимаемых оптических сигналов от каждого ONT и измерить параметры состояния оптической линии.

Абонентский участок

В качестве оконечного оборудования (абонентских терминалов) для OLT данного типа применяются терминалы линейки NTP компании «Элтекс», например, NTP-2 (рисунок 2.5), NTP-RG-1402G и NTP -RG-1402G-W (рисунок 2.6). Выбор того или иного оконечного устройства зависит от необходимых абоненту услуг. Абонентский терминал NTP предназначен для связи с вышестоящим оборудованием пассивных оптических сетей и предоставления услуг широкополосного доступа конечному пользователю. Связь с сетью GPON реализуется посредством PON-интерфейсов, для подключения оконечного оборудования клиентов служат интерфейсы Ethernet.

Абонентские терминалы обеспечивают доступ к самым современным услугам: высокоскоростному Интернету, IP-телефонии, IP-телевидению и другим мультимедийным приложениям.

Наиболее востребованные модели терминалов:

Рисунок 2.5 - Абонентский терминал NTP-2

Рисунок 2.6 - Абонентский терминал NTP-RG-1402G-W

Возможности устройств:

поддержка стандарта IEEE802.3ad;

поддержка VLAN в соответствие с IEEE802.1Q;

фильтрация многоадресных рассылок IGMP snooping/ IGMP Proxy;

высокоэффективный буфер с поддержкой механизмов качества обслуживания QoS;

приоритезация различных видов трафика на уровне портов PON в соответствии с 802.1p, до 8-ми очередей приоритета;

алгоритм аутентификации IEEE802.1х на уровне портов GEPON;

поддержка функций безопасности;

ограничение скорости на портах;

AES-шифрование;

FEC-кодирование;

энергонезависимая память EEPROM для хранения параметров конфигурации;

поддержка PPPoE (PAP, SPAP и CHAP авторизация);

поддержка статического адреса и DHCP (DHCP- клиент на стороне WAN, DHCP-сервер на стороне LAN, DHCP-relay);

поддержка DNS(Domain Name System);

поддержка DynDNS(Dynamic DNS);

поддержка UPNP(Universal Plug and Play);

поддержка NAT (Network Address Translation);

поддержка NTP (Network Time Protocol);

поддержка TR-069/TR-142;серии NTP-RG-1402 имеют встроенный маршрутизатор, который кроме присущих им функций выполняет функции сетевого моста.

.2.2 Выбор пассивного оборудования

Сплиттеры - важнейшие элементы инфраструктуры PON, которые обеспечивают деление оптического сигнала. Пассивные оптические сплиттеры предназначены для соединения оптических терминалов с узлами оптической сети. Кроме того, они отвечают за распределение нисходящих каналов передачи данных и объединение восходящих каналов передачи данных. Существует две технологии изготовления оптических разветвителей (сплиттеров): сплавная и планарная. Сплавные разветвители (FBT) изготавливаются путем сплавления двух или нескольких оптических волокон. Сплиттеры с большим количеством ответвлений имеют древовидную структуру, образованную путем сварки между собой нескольких простых разветвителей 1х2 или 1х3. Планарные разветвители (PLC) (рисунок 2.7) изготавливаются по толстопленочной технологии на специальной подложке, к торцам которой подстыковываются ленточные оптические волокна. Применение планарных разветвителей позволяет использовать непрерывный диапазон длин волн от 1260 нм до 1650 нм (например, активное оборудование для PON-сетей использует длины волн 1310, 1490 и 1550 нм). При высоких требованиях к широкополосности системы PLC-разветвители обладают наилучшими техническими характеристиками. Также планарные разветвители отличаются от сплавных более высокой надежностью при эксплуатации.

Рисунок 2.7 - Оптический сплиттерl планарный

Длина выводов оптического кабеля из корпуса разветвителя: 1м (по согласованию - любая, максимальная - 7м).

Тип коннектора для оконцевания разветвителя: FC, ST, SC.

Тип полировки торца коннектора: PC, SPC, UPC, APC.

Деление оптической мощности с помощью разветвителя характеризуется^. следующими параметрами:

коэффициент ответвления;

коэффициент направленности;

величина вносимых потерь;

Основными требованиями, предъявляемыми к параметрам направленных разветвителей, являются:

малые вносимые потери;

большой коэффициент направленности, характеризующий высокое переходное затухание (изолированность) между направленными потоками излучений;

минимальное отклонение от заданного коэффициента ответвления, характеризующее степень равномерности или требуемой неравномерности деления вводимой мощности излучения;

сохранение заявленных параметров в зависимости от ширины волнового спектра вводимого излучения (широкополосность);

сохранение модового состава распространяющегося излучения и состояния плоскости поляризации для многомодовых разветвителей.

Шкафы

Предназначены для организации телекоммуникационных узлов в условиях высокой запыленности, присутствия влаги и агрессивных сред, а также риска механических воздействий (рисунок 2.8). Шкафы могут быть оборудованы одной или двумя дверьми. Для удобства визуального контроля установленного оборудования двери могут быть оснащены тонированным стеклом или цельнометаллические.

Рисунок 2.8 - Шкаф телекоммуникационный напольный

Настенные антивандальные шкафы

Предназначены для установки 19-дюймового телекоммуникационного

оборудования в местах открытого доступа, в том числе в неотапливаемых помещениях (рисунок 2.9). Шкаф имеет усиленную конструкцию, дверной проем сконструирован так, чтобы максимально затруднить взлом двери с помощью инструмента: боковые стенки, потолок и днище выступают над плоскостью двери на несколько миллиметров; щели, зазоры и люфт двери в проеме сведены к минимуму. Шкаф оснащен двумя парами монтажных профилей, что позволяет монтировать самое тяжелое оборудование с четырехточечным креплением.

Рисунок 2.9 - Настенный антивандальный телекоммуникационный шкаф

Кроссы оптические

Оптические кроссы предназначены для концевой заделки, распределения и коммутации оптических кабелей связи. Кроссы изготавливаются в соответствии с ТУ и имеют декларации о соответствии требованиям Минкомсвязи РФ. Кроссы поставляются как укомплектованными пигтейлами и адаптерами, так и в виде корпусов (рисунок 2.10). Укомплектованные кроссы подготовлены для монтажа, т.е. адаптеры установлены в корпус, а пигтейлы подключены к адаптерам и промаркированы.

Кроссы оптические стоечные

Предназначены для установки в стойки 19'', 23'', ETSI. Стоечные оптические кроссы производства Связьстройдеталь имеют следующие особенности:

съемный передний органайзер для ШКОС-С;

совместимость с кабельными вводами ВКУ;

возможность изменения положения крепежных кронштейнов для регулирования глубины установки кросса в стойке (кроме ШКОС-Л);

возможность ввода и крепежа в кроссах претерминированных кабелей;

сменные планки (кроме ШКОС-Л) на 4-16 адаптеров FC, SC, ST, LC;

возможность ввода кабелей со всех направлений, благодаря продольно расположенному кабельному вводу.

Используются кроссы серий ШКОС-Л (легкие), ШКОС-М (Модернизированные) и ШКОС-МУ (Модернизированные с угловыми планками), ШКОС-С (Стандарт).

Рисунок 2.10 - Легкий кросс серии ШКОС-Л со сплайс пластиной

Оптический кросс (ODF) на узле связи при наличии технической возможности размещается в непосредственной близости от стоек с оборудованием OLT. Рекомендуется выполнять прямое соединение магистральных линий с оптическими интерфейсами оборудования OLT с помощью оконцованных с двух сторон оптических шнуров (патч-кордов) без азделения ODF на линейную и станционную стороны для узлов связи до 40000 абонентов. Между стойками OLT и ODF должны быть предусмотрены кабель-каналы для прокладки патч-кордов.

Патчкорды прокладываются внутри шкафа с креплением к органайзерам 19'' (рисунок 2.11). Органайзеры с кольцами предназначены для укладки избытка длины патч-кабелей в 19'' монтажных шкафах и стойках. Это дает возможность не только зафиксировать, но и подвести кабельный жгут. Излишки кабеля удобно фиксируются.

Рисунок 2.11 - Кабельный органайзер

Домовые оптические настенные кроссы на базе шкафов ОРШ

Антивандальные пылевлагозащищенные кроссовые шкафы серии ОРШ предназначены для размещения в жилых домах при строительстве сетей абонентского доступа по технологии «волокно-в-квартиру», FTTH/PON (рисунок 2.12). Защищенное исполнение позволяет размещать их как непосредственно в подъезде, так и в подвалах, технических этажах или на чердаках. Монтаж и кросс-коммутация ОВ осуществляется в откидных кроссовых модулях, объединенных в кроссовый блок. Оптические кабели разделываются и фиксируются в зоне ввода. Далее волокна в транспортных трубках поступают в зону монтажа на соответствующий модуль. Волокна магистрального и абонентских кабелей монтируются в разных модулях. Оптические разветвители устанавливаются на специальном кронштейне в нижней части шкафа.

Модульная система позволяет:

производить удобный ввод магистрального и внутриобъектового оптических кабелей с возможностью закрепления силовых элементов кабеля: брони, ЦСЭ и упрочняющих нитей;

производить удобный монтаж и обслуживание оптических волокон

благодаря применению специальных модулей кроссовых откидных, объединяемых в отдельные блоки;

производить установку и удобное обслуживание пассивных оптических компонентов (разветвителей);

производить доуплотнение кросса в любой момент эксплуатации без влияния на работу уже скоммутированной и находящейся под сигналом системы.

Рисунок 2.12 - Домовой оптический настенный кросс на базе шкафа ОРШ

Оптические распределительные коробки

Этажные кроссы серии ШКОН-МПА предназначены для ответвления из межэтажного кабеля волокон (модуля), обслуживающих этаж, соединения волокон межэтажного кабеля с абонентскими пигтейлами в оболочке 3,0 мм, фиксации межэтажного кабеля и абонентских пигтейлов, защиты места ответвления и сростков волокон. Сращивание волокон может осуществляться как с помощью сварки, так и с использованием механических соединителей RECORDsplice. Используются совместно с межэтажными кабелями с сердечником свободного доступа. Имеют компактные размеры, могут устанавливаться непосредственно в стояках, этажных шкафах, нишах и т.п.

Этажные кроссы ШКОН-МПА (рисунок 2.13) имеют корпус из АБС-пластика. Отличаются компактными размерами, могут устанавливаться непосредственно в этажных нишах и имеют пылезащищенное исполнение IP54. Внутри корпуса находится съёмная откидная панель, на которой выкладывается запас волокна пигтейлов, размещаются ложементы для КДЗС или мех. соединителей и оптические адаптеры. Наличие адаптерных портов облегчает сдачу-приёмку, снижает количество ошибок монтажа и упрощает подключение абонентов.

Рисунок 2.13 - Оптическая распределительная коробка

Волоконно - оптические соединительные шнуры

Выпускаются оптические шнуры (вилки) стандартов ST, FC, SC, LC, и MTR для использования в волоконно-оптических линиях связи.

Стандартные одномодовые и многомодовые оптические вилки изготавливаются на волокне в буферном покрытии 0,9 мм, на одножильном кабеле 2,0 мм и 3,0 мм, а также дуплексном кабеле 1,8х3,6 мм, 2,0x4,0 мм и 3,0х6,0 мм.

Оптические шнуры изготавливаются в соответствии с ТУ и требованиями стандартов IEC и TELCORDIA к прямым и обратным потерям, радиусу кривизны, смещению вершины наконечника, положению торца волокна в наконечнике, устойчивости к механическим и климатическим воздействиям. Оптические патч-корды соответствуют требованиям Минсвязи России. Продукция сертифицирована.

Оптические патч-корды изготавливаются любой длины.

Наиболее востребованные патч-корды 2м (рисунок2.14) и 60м (рисунок 2.15):

Рисунок 2.14 - Оптоволоконный патч-корд SC-SC 2м

Рисунок 2.15 - Оптоволоконный патч-корд SC-SC 60м

Кабельные муфты

Кабельная муфта используется для соединения и разветвления ОК в сети оптической связи; подходит для защиты различных типов прямых и переходных соединений оптических кабелей. В проекте используется муфта МТОК-В3 (рисунок 2.16).

По конструкции МТОК-В3 - тупиковая муфта.

В муфте используются кассеты типа КТ36-4525 (краткое наименование КТ3645). Теперь на ней не 32 места для КДЗС, а 36. В муфте можно установить шесть таких кассет.

Общая ёмкость - 216 сварных соединений оптических волокон. Имеется вариант на 288 сварных соединений ОВ.

Особенности:

муфта может работать в диапазоне температур от минус 60ºС до плюс 70ºС;

имеет усиленный оребрённый кожух;

МТОК-В3 является полноценной подвесной муфтой и может устанавливаться на опорах;

в том числе и на опорах высоковольтных ЛЭП (разрешено ФСК ЕЭС РФ);

на опорах может устанавливаться в шкафы типа ШРМ;

может использоваться для сращивания кабелей, проложенных в кабельной канализации;

может устанавливаться в колодцах и городских коллекторах;

муфта оснащается пластмассовым внутренним кронштейном;

муфта имеет оголовник с четырьмя цилиндрическими патрубками и одним овальным патрубком, на котором размещены четыре малых патрубка;

монтируется в вариантах «прямая муфта с вводом двух кабелей», «разветвительная муфта с вводом от трёх до шести кабелей», «разветвительная муфта с транзитом основного кабеля и выводом до четырёх ответвляющихся кабелей»;

корпус муфты герметизируется механическим способом, вводы кабелей герметизируются трубками ТУТ с подклеивающим слоем;

муфты поставляются с одной кассетой КТ3645;

в заполненных колодцах муфты размещают на консолях КСО под потолком в соответствии с рекомендациями МГТС от 2009 года;

для организации рабочего места отдельно поставляются ключи для монтажа МТОК, монтажные кронштейны и струбцины;

имеются инструкции по монтажу, как самой оптической муфты, так и кассеты типа КТ3645.

Рисунок 2.16 - Муфта МТОК-В3

2.3 Выбор волоконно-оптического кабеля

Требования к магистральной оптической сети:

Проектирование и строительство магистральной волоконно-оптической сети должно обеспечить возможность подключения 100% домохозяйств в зоне охвата сети GPON при 2-х каскадной схеме дерева PON и общем коэффициенте сплиттирования 1:64.

Базовой процедурой для проектирования магистральной составляющей сетей GPON является ситуационное планирование, предназначенное для определения потребностей в волокнах магистральной сети.

Проектирование и строительство^. участков магистральной ВОЛС осуществлять с учетом потребностей B2B и планировать для объектов коммерческой недвижимости (площадью от 500 кв. м. и более) резерв магистральной ВОЛС (на участке от АТС до ближайшей муфты к объекту) не менее 2-х ОВ. Учитывать данный резерв при расчете общего числа волокон магистральной ВОЛС.

Резерв ОВ на каждом участке^. магистральной ВОЛС (на участке от кластерной муфты) не более 15% от общей емкости кабеля, но не менее 2-х ОВ. Все резервные ОВ должны быть разварены на всех участках до кластерной муфты.

Количество волокон в участке магистрального^. кабеля от оптического кросса на АТС до 1-ой разветвительной муфты в кабельной канализации должно составлять 96 ОВ, в особых случаях, допускается применение кабеля с числом волокон 144. Количество резервных волокон в этом кабеле допускается от 17 до 22 ОВ.

Прокладку ВОЛС осуществить по телефонной кабельной канализации ПАО «Ростелеком». В исключительных случаях, при невозможности размещения кабеля в канализации, допускается подвеска ВОЛС на опорах, использование воздушных оптических кабельных переходов между домами, а также подвеска оптического кабеля на опорах городских осветительных сетей, опорах контактной сети городского электротранспорта, прокладка кабеля в грунт.

Выбор трассы производить, исходя из наикратчайшей протяженности участков сети, условной кабельной^. канализации, наименьшего количества переходов через автодороги, коммуникации и другие препятствия, ведущие к удорожанию проекта.

В качестве оптических^. линий^. связи использовать однотипный, модульный волоконно-оптический кабель со стандартным волокном G.652D.

Затухание в сварных соединениях в одном направлении не должно превышать 0,15 дБ, погрешность оценки затухания в сварных соединениях не должна превышать величины в 0,15 дБ. При измерении затухания в^. сварных соединениях в 2-х направлениях среднее^. значение не должно превышать 0,1 дБ, погрешность оценки затухания в сварных соединениях не должна превышать величины в 0,1 дБ.

На УС все волокна проектируемых оптических кабелей должны быть разварены на внешние разъемы оптических кроссовых шкафов. Металлические покровы ВОК должны быть заземлены.

Существует два типа оптических волокон: одномодовое и многомодовое.

Главное отличие одномодового оптоволокна от многомодового в способе распространения оптического излучения в волокне. В первую очередь это зависит от размера сердечника световода.

Многомодовое оптоволокно (многомод) или MultiMode (MM) - способность передачи нескольких независимых световых сигналов (мод), которые различаются фазами или длинами волн (рисунок 2.17). Однако это требует большего диаметра сердечника, а с увеличением диаметра сердечника световода увеличивается вероятность отражения света от внешней поверхности сердечника. Возникает модовая дисперсия, иначе говоря - рассеивание. В результате уменьшается расстояние и пропускная способность между повторителями(ретрансляторами) сигнала.

Рисунок 2.17 - Многомодовое волокно

В цифрах: пропускная способность многомодового оптоволокна - до 2,5 Гбит/с.

Одномодовое оптоволокно (одномод) или SingleMode (SM) - способность передачи только одной моды(одного светового несущего сигнала) (рисунок 2.18). Поскольку такое волокно имеет сердечник диаметром 10 мкм и меньше (очень тонкий), при передаче сигнала наблюдается меньшая модовая дисперсия. Это позволяет передавать сигнал на большие расстояния, не используя повторители. Однако одномодовое оптоволокно и сопутствующие его компоненты приема-передачи оптического сигнала стоят дороже.

Рисунок 2.18 - Одномодовое волокно

В цифрах: пропускная способность одномодового оптоволокна - 10 Гбит/с и более.

Как правило многомодовый кабель используют при монтаже ВОЛС небольших длин. Например, для соединения серверных или офисов, при расстояниях не превышающий 500-1000м. При больших расстояниях предпочтительно использовать одномодовый оптический кабель. Сварка оптоволокна этих двух типов принципиально не отличается, небольшие отличия есть только в результатах: одномодовый кабель более критичен к качеству сварки, потери на стыках у одномодового волокна как правило выше чем у многомодового. В данном проекте, нам необходимо выбрать одномодовый оптический кабель, так как длина участка, на котором необходимо проложить волокно не позволяет использовать кабель с многомодовым волокном.

.3.1 Выбор магистрального волоконно-оптического кабеля

В качестве магистрального кабеля предпочтительно выбрать ОК марки ДПС (Оптический кабель для прокладки в грунт, бронированный стальными проволоками) (рисунок 2.19). Кабели этого типа применяются для прокладки в грунтах всех групп, в кабельной канализации, трубах, блоках, при наличии особо высоких требований по механической устойчивости, технические характеристика кабеля указаны в таблице 2.3 и таблице 2.4.

Рисунок 2.19 - Оптический кабель марки ДПС

широкополосный сеть волоконный оптический

Конструкция кабеля ДПС / ОМЗКГМ:

Осевой элемент - стальной трос (стренга, канат, проволока) в полимерном покрытии или без, стеклопластиковый пруток в полимерном покрытии или без, арамидные нити в полимерном покрытии.

Оптическое волокно.

Внутримодульный гидрофобный заполнитель.

Оптический модуль.

Гидроизоляция сердечника (гидрофобный заполнитель или водоблокирующая бумага).

Промежуточная оболочка (полиэтилен или материал, не распространяющий горение).

Гидроизоляция бронирующего слоя (гидрофобный заполнитель или водоблокирующая бумага).

Броня из круглых стальных проволок.

Защитная оболочка (полиэтилен или материал, не распространяющий горение).

Таблица 2.3 - Механические характеристики ДПС

Таблица 2.4 - Параметры эксплуатации ДПС

.3.2 Выбор распределительного волоконно-оптического кабеля

В качестве распределительного кабеля на сетях ШПД НФ ПАО «Ростелеком» чаще всего применяется кабель маркировки ОК НРС (рисунок 2.20), технические характеристика кабеля указаны в таблице 2.5.

Рисунок 2.20 - Оптический кабель ОК-НРС для межэтажной прокладки.

Таблица 2.5 - Параметры эксплуатации кабеля ОК-НРС

.4 Разработка перспективной схемы организации связи сети доступа

Разработка схемы начинается с выбора опорного узла. Опорные узлы выбираются из существующих АТС по следующим критериям:

АТС, выбранные в качестве опорных узлов, должны быть равномерно распределены по территории города;

до каждого обслуживаемого района города должна быть доступна одна трасса(канал) по многоотверстной кабельной канализации от одного из опорных узлов;

расстояние (радиус облака) от любого здания в городе до опорного узла должно быть не более 10 км по кабельной трассе;

наличие достаточной мощности электроснабжения опорного узла связи с учетом размещения оборудования на реконструируемых АТС.

При выборе АТС в качестве опорного узла также необходимо учитывать вывод из эксплуатации АТС по программе ВКО (выбытие коммутационного оборудования) и реконструируемые АТС по программе освобождения помещений (продажа здания или отказ от аренды).

Согласно приказу ПАО «Ростелеком» от 2013 года «Техническая политика проектирования и строительства сетей доступа GPON в ПАО «Ростелеком», должна применяться следующая архитектура сети GPON:

сети GPON строятся на основе двухкаскадной технологии;

при проектировании и строительстве магистральной составляющей сети GPON следует применять топологию «звезда», при которой оборудование OLT, установленное на опорном узле подключается к ОРШ прямыми волокнами волоконно-оптического кабеля (ВОК);

первый каскад сплиттеров размещается в ОРШ. Сплиттеры первого каскада могут иметь коэффициент деления 1:16 либо 1:8;

второй каскад сплиттеров размещается в ОРК. Сплиттеры второго каскада могут иметь коэффициент деления 1:4 либо 1:8;

в случае, если максимальное количество квартир на этаже дома меньше либо равно 4, в ОРШ планировать установку сплиттеров 1:16, в ОРК планировать установку сплиттеров 1:4;

в том случае, если максимальное количество квартир на этаже дома больше 4, в ОРШ планировать установку сплиттеров 1:8, в ОРК планировать установку сплиттеров 1:8.

Логическая схема двухкаскадной сети представлена на рисунке 2.21.

Емкость ВОК магистральной сети определяется на этапе проектирования магистральной сети, согласно “Методике разработки ситуационного плана”.

Емкость ВОК распределительной сети рассчитывается следующим образом - емкость межэтажного кабеля рассчитывается по кол-ву этажей + 1 резервное волокно.

Емкость транзитных кабелей:

а) 1 волокно, в случае, если в присоединенном доме планируется подключение не более четырех абонентов;

б) 8 волокон, в случае подключения пяти и более абонентов.

В каждом опорном доме устанавливается один ОРШ. Монтаж ОРШ осуществляется в подвальном или ином помещении с контролируемым доступом. Установка более одного ОРШ на опорный дом, или размещение ОРШ в помещении с неконтролируемым доступом возможно при наличии обоснования и требует отдельного одобрения.

Рисунок 2.21 - Схема организации двухкаскадной сети GPON

На этажах (лестничных клетках) опорного дома устанавливаются ОРК из расчета обслуживания абонентов на двух этажах. Изменение зоны обслуживания ОРК производится в исключительных случаях и требует отдельного обоснования.