Расчёт участка сети PON ОАО "Ростелеком" для района города Архангельска на основе реальных исходных данных. Основные характеристики и возможности технологий xDSL и FTTx, PON. Оборудование для пассивных оптических сетей, метод расчета его параметров.
Аннотация к работе
Обобщенная структура сети, построенной по топологии P2P, показана на рис.3 Структура сети показана на рисунке 4 Топология показана на рисунке 52.1 Описание района для проектирования 2.2 Определение списка подключаемых домов. Коэффициент охвата технологией PON 2.3 Проведение изыскательных работ 2.3.4 Изыскания по станционным сооружениям сети PON (оптический кросс высокой плотности и оборудование OLT)3.1 Анализ характеристик объекта проектирования и трудовой деятельности 3.2 Мероприятия по эргономическому обеспечению работ4.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов4.6 Анализ технико-экономических показателейВ аббревиатуре XDSL символ "х" используется для обозначения конкретного типа технологии цифровой абонентской линии DSL (Digital Subscriber Line). Любой абонент, пользующийся в настоящий момент телефонной связью, имеет возможность с помощью технологий XDSL значительно увеличить скорость своего соединения, в первую очередь с сетью Интернет. Между ними расположились другие технологии, в частности, технология HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) и технология ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия); последняя имеет наибольший потенциал на рынке массового потребителя. Например, для ADSL при длине линии 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с, а для длины линии 6 км может быть достигнута скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Для VDSL эти цифры примерно такие: скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с соответствует длина линии порядка 1,5 км.The X или FTTX [3] (англ. fiber to the x - оптическое волокно до точки X) - это общий термин для любой телекоммуникационной сети, в которой от узла связи до определенного места (точка X) доходит волоконнооптический кабель , а далее, до абонента, медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства). В семейство FTTX входят различные виды архитектур: · FTTN (Fiber to the Node) - волокно до сетевого узла; Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле. В случае с FTTC в основном используются медные кабели, проложенные внутри зданий, которые, как правило, не подвержены проблемам, связанным с попаданием воды в телефонную канализацию, с большой протяженностью линии и качеством используемых медных жил, что позволяет добиться более высокой скорости передачи на медном участке. FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии XDSL или PON , и операторов кабельного телевидения: реализация этой архитектуры позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, и выделяемую каждому из них полосу пропускания.Распределительная сеть доступа PON (passive optical network), основанная на древовидной волоконной кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, возможно, представляется наиболее экономичной и способной обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений. Строительство сетей доступа в настоящее время идет по трем направлениям: · сети на основе существующих медных телефонных пар и технология XDSL; Так, по оценкам компании NTT [5], конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращения длины оптического волокна практически нет. Более того, если расстояния до абонентов невелики, как в Японии, то с учетом затрат на эксплуатацию (в Японии это существенный фактор) оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам. Абонентский узел ONT (optical network terminal) имеет, с одной стороны, абонентские интерфейсы, а с другой - интерфейс для подключения к дереву PON, передача ведется на длине волны 1310 нм, а прием - на длине волны 1550 нм.В домах на Советская 15 к.1, Советская, 17 к.2, Советская 19, Советская 19 к.1, Советская 19 к.2, Терехина 6, Никольский 32 к.1 коэффициент покрытия абонентов услугами сети PON не равен 100%, так как не выгодно устанавливать дополнительный сплиттер 1x32, емкость которого будет задействована незначительно. Детский сад по адресу Советская, 17 к.1 может быть подключен к сети при помощи воздушного ввода от дома по адресу Советская, 17, который имеет запас по емкости подключаемых абонентов в количестве 5 шт. В домах по адресам Советская 15, Советская 17, Советская 21, Краснофлотская 3, Краснофлотская 5, Терехина 4, Никольский 32 имеется небольшая избыточность по возможности подключения абонентов, появившаяся вследствие неполного использования выходов одного из устанавливаемых в домах сплиттера 1x32. Количество подъездов в домах, подключаемых к сети PON, квартир в подъездах и общее количество квартир в домах указано в таблице 2. При обследовании жи
План
Содержание
Реферат
Введение
1. Технологии "последней мили”
1.1 Технологии XDSL
1.2 Технология FTTX
1.2.1 FTTN и FTTC
1.2.2 FTTB
1.2.3 FTTH
1.3 Технология PON
Вывод
. Проектирование сети PON
2.1 Описание района для проектирования
2.2 Определение списка подключаемых домов. Коэффициент охвата технологией PON
2.3 Проведение изыскательных работ
2.3.1 Обследование кабельной канализации
2.3.2 Обследование жилых домов
2.3.3 Обследование линейных вводов АТС
2.3.4 Изыскания по станционным сооружениям сети PON (оптический кросс высокой плотности и оборудование OLT)
2.4 Описание оборудования OLT Huawei MA5680T
2.5 Описание ONT
2.6 Решения высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС-Б
2.7 Проектирование магистральной и распределительной сети
2.8 Проектирование распределительной сети в доме. Подключение одного дома
2.8.1 Устройство ввода в жилой дом
2.8.2 Распределительная схема дома
2.9 Расчет оптического бюджета
2.10 Оценка объема оборудования3. Обеспечение безопасности жизнедеятельности
3.1 Анализ характеристик объекта проектирования и трудовой деятельности
3.2 Мероприятия по эргономическому обеспечению работ
3.3 Мероприятия по технике безопасности
3.3.1 Оборудование строительных площадок
3.3.2 Монтажные работы
3.3.3 Техника безопасности при работах в кабельных колодцах
3.4 Мероприятия по обеспечению электробезопасности4. Технико-экономические расчеты
4.1 Расчет капитальных затрат
4.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов
4.3 Расчет доходов
4.4 Определение срока окупаемости4.6 Анализ технико-экономических показателейВ ходе анализа и сравнения технологий XDSL и FTTX было выявлено, что технологии XDSL, применяемые на морально и физически устаревших сетях, построенных с помощью кабелей с медными жилами, не могут обеспечить требуемое в современных условиях качество услуг. Применение оптических технологий на абонентском участке сети позволяет кардинально изменить ситуацию.
В городе Архангельске развертывание оптической сети абонентского доступа производится несколькими операторами связи. В дипломном проекте осуществляется проектирование участка сети для компании "Ростелеком”. Построение абонентской оптической сети по технологии PON позволит компании успешнее конкурировать с другими операторами, предоставляя качественные услуги на вновь построенной оптической сети.
2. Проектирование сети PON
2.1 Описание района для проектирования
Для проектирования сети выбран небольшой район города Архангельска, находящийся в Соломбальском районе. Такой выбор обусловлен тем, что, во-первых, сеть PON здесь развита недостаточно, а, во-вторых, район имеет удобную сосредоточенную вокруг РАТС архитектуру, в отличие от других районов Архангельска.
Оптическая сеть связи в проектируемом районе представлена только межстанционной сетью SDH (кольцо SDH), соединяющим между собой все РАТС и АМТС г. Архангельска. Поэтому магистральную и распределительную сеть PON нужно проектировать отдельно.
Проектируемые магистральные и распределительные ОК сети PON прокладываются в существующей кабельной канализации, прикрепленной к РАТС 61, расположенной по адресу пл. Терехина, 1. Схема района представлена на рисунке 9, схема района с существующей кабельной канализацией представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 - Район для проектирования сети с показанной существующей кабельной канализацией
2.2 Определение списка подключаемых домов. Коэффициент охвата технологией PON
Для проектирования сети, в первую очередь, нужно определиться со списком жилых домов и других зданий, подлежащих подключению к сети PON.
Таблица 2 - Подключаемые дома
Улица, дом Подъездов/квартир в подъезде Квартир всего
Советская, 15 4/45 315
Советская, 15 к.1 4/20 80
Советская, 17 7/45 315
Советская, 17 к.1 Детский сад №167 -
Советская, 17 к.2 10/45 450
Советская, 19 5/20 100
Советская,19 к.1 6/45 270
Советская,19 к.2 5/45 225
Советская, 21 6/20 160
Краснофлотская 3 Избир. комиссия -
Краснофлотская 5 7/45 315
Терехина 4 7/45 315
Терехина 6 10/45 450
Никольский 32 7/45 405
Никольский 32 к.1 10/45 450
Рассчитаем процент охвата квартир технологией PON в жилых домах. Процент охвата квартир в доме при строительстве по технологии PON определяется по отношению сплиттерной емкости (количеству сплиттеров, умноженному на коэффициент ветвления) к общему количеству квартир [6].
где Nspl - общее количество конечных разветвителей в доме;
K (1: K) - коэффициент ветвления;
Мкв - общее количество квартир в доме.
По причине применения сплиттеров определенной кратности невозможно достигнуть для многих домов четкого и однозначного процента охвата. Поэтому под процентом охвата понимается средняя величина или диапазон. Для существующих домов и домов нового строительства процент охвата может быть различным. Обычно в новых домах процент охвата составляет 100 %. При этом, следует придерживаться разумного подхода, если количество квартир не кратно сплиттерной емкости. Например, если в доме 100 квартир, а 3 сплиттера 1: 32 охватят 96 квартир, то нецелесообразно подключать четвертый сплиттер всего на 4 абонента. Каждый оконечный сплиттер - это наибольшая или целая часть отдельного преобразования PON интерфейса активного оборудования OLT, что связано со стоимостью оборудования и эффективностью его использования.
Рекомендуется установить изначально условие расчета порога количества сплиттеров в новых домах, когда целесообразно устанавливать дополнительный сплиттер. Дополнительный сплиттер устанавливается, например, если загрузка сплиттера составляет от половины и больше его емкости (для 1: 32 - это 15 и более подключений).
Здесь же, при расчетах определяется необходимость включать в общее количество квартир офисы и ведомственные предприятия, которые могут располагаться в жилых домах или вблизи.
Таблица 3 - Количество проектируемых подключений
Улица, дом Колво. ONT Спл.1x2, шт. Спл.1x32, шт Коэффициент покрытия, %
Советская, 15 320 5 10 100
Советская, 15 к.1 64 1 2 80
Советская, 17 320 5 10 100
Советская, 17 к.1 - - - -
Советская, 17 к.2 448 7 14 99,5
Советская, 19 96 1 3 (2 1) 96
Советская,19 к.1 256 4 8 94,8
Советская,19 к.2 224 3 7 (6 1) 99,5
Советская, 21 160 2 5 (4 1) 100
Краснофлотская, 3 32 - 1 100
Краснофлотская, 5 320 5 10 100
Терехина, 4 320 5 10 100
Терехина, 6 448 7 14 99,5
Никольский, 32 416 6 13 (12 1) 100
Никольский, 32 к.1 448 7 14 99,5
3872
В домах на Советская 15 к.1, Советская, 17 к.2, Советская 19, Советская 19 к.1, Советская 19 к.2, Терехина 6, Никольский 32 к.1 коэффициент покрытия абонентов услугами сети PON не равен 100%, так как не выгодно устанавливать дополнительный сплиттер 1x32, емкость которого будет задействована незначительно.
Детский сад по адресу Советская, 17 к.1 может быть подключен к сети при помощи воздушного ввода от дома по адресу Советская, 17, который имеет запас по емкости подключаемых абонентов в количестве 5 шт.
В избирательную комиссию Архангельской области по адресу Краснофлотская, 3 устанавливается один сплиттер 1x32, что полностью обеспечит потребности организации в широкополосном доступе в сеть Internet.
В домах по адресам Советская 15, Советская 17, Советская 21, Краснофлотская 3, Краснофлотская 5, Терехина 4, Никольский 32 имеется небольшая избыточность по возможности подключения абонентов, появившаяся вследствие неполного использования выходов одного из устанавливаемых в домах сплиттера 1x32. Этот запас можно использовать как резерв.
2.3 Проведение изыскательных работ
После определения списка подключаемых домов производится сбор данных о существующей кабельной канализации, возможности прокладки в ней оптических кабелей сети PON, обследование жилых домов, обследование линейных вводов АТС, изыскания по станционным сооружениям сети PON.
Схема района с существующей кабельной канализацией, нумерацией колодцев, указанием количества каналов в пролетах и длины пролетов приведена на рисунке 11. В существующей кабельной канализации применены асбоцементные трубы с внутренним диаметром 100 мм.
Рисунок 11 - Схема кабельной канализации района
Количество подъездов в домах, подключаемых к сети PON, квартир в подъездах и общее количество квартир в домах указано в таблице 2.
2.3.1 Обследование кабельной канализации
При обследовании кабельной канализации на предмет использования ее для прокладки ОК магистральной и распределительной сети PON проводятся следующие мероприятия: · выявляются участки, где в кабельной канализации пройти вообще невозможно и существуют обходные пути или требуется строительство КК;
· определяются отдельные участки докладки или прокладки КК и отмечается, сколько требуется каналов;
· по существующим паспортам кабельных колодцев определяют конкретные номера каналов для прокладки ОК магистральной сети.
При обследовании существующей кабельной канализации в выбранном для проектирования районе было выяснено, что ее проходимость достаточна для прокладки магистрального и распределительных кабелей, докладка новых труб (каналов) или строительство новой кабельной канализации не требуется. Разветвительные муфты для магистрального ОК будут располагаться в кабельных колодцах ККМ. Эти данные используются в дальнейшем при проектировании магистральной и распределительной сети PON.
2.3.2 Обследование жилых домов
При обследовании жилых домов и других зданий, подлежащих подключению к сети, производится оценка состояния кабельных вводов в дом, оценка проходимости межэтажных стояков слаботочной проводки, выясняется, необходима ли дополнительная установка закладных полиэтиленовых труб в подъездах, если каналы стояков забиты и нет возможности прокладывать в них оптические кабели распределительной сети PON. Также при обследовании домов выясняется, где возможна установка пассивных элементов сети (разветвителей, ОРК). Результаты этих изысканий применяются в дальнейшем при проектировании распределительной оптической сети в доме.
При обследовании зданий, подлежащих по проекту подключению к сети PON, выяснено, что установка дополнительных полиэтиленовых труб не требуется, все ОК могут быть проложены в существующих стояках. Места установки разветвителей и ОРК рассматриваются при описании построения распределительной сети в домах.
2.3.3 Обследование линейных вводов АТС
Обследования линейных вводов АТС проводят в помещениях ввода кабелей на АТС, куда заводятся из кабельной канализации линейные кабели, укладываются на металлоконструкции, заземляются (если ОК бронированный) и расшиваются в станционные муфты (если требуется). Обследования линейных вводов АТС включают в себя: · разработку эскиза с необходимыми промерами помещения ввода кабелей, вводного блока (блоков) труб, металлоконструкций, количеством, видом и размещением существующих кабелей, отверстий для подъема кабелей;
· определение трассы прокладки кабелей по помещению до подъема в ЛАЦ, кросс, автозал;
· определение места укладки запаса кабелей;
· определение необходимости умощнения линейных вводов: объем дополнительных каркасов, консолей, кабельростов, возможность использования существующих каналов вводного блока труб или количество требуемых дополнительных труб;
· определение способа заземления металлической брони кабелей (если требуется): на КИП в помещении ввода кабелей или на оптическом кроссе. Уточнить тип и размещение КИП, расстояние до щитка "Земля".
После обследования линейных вводов разрабатываются схемы линейных вводов (рис.12)
Рисунок 12 - Схема линейного вода магистрального ОК в шахту
Магистральный оптический кабель (МОК) проектируемой сети из кабельной канализации вводится в помещение кабельной шахты в здании АТС 61, далее по существующему кабельросту прокладывается в гофрированной трубе диаметром 25 мм и проходит в отверстие, ведущее на 3 этаж здания, где будет расположено оборудование оптического кросса высокой плотности и оборудование OLT. Длина ОК от ввода в здание до оптического кросса (общая длина ОК, прокладываемого в здании) составляет 98,7 м.
В помещении шахты не требуется установка дополнительных кабельростов. Заземление МОК будет осуществлено в стойке оптического кросса в помещении ЛАЗ-а.
Сечение каналов кабельной канализации, из которой МОК вводится в здание, показано на рисунке 3.3 В здание АТС оптический кабель заводится в канале 20. Направление взгляда - от здания в сторону кабельной канализации [7].
Рисунок 13 - Сечение кабельной канализации.
2.3.4 Изыскания по станционным сооружениям сети PON (оптический кросс высокой плотности и оборудование OLT)
Проводятся следующие изыскания: · определяется место расположения оптического кросса высокой плотности ODF;
· определяется место установки оборудования PON OLT;
· разрабатывается план расположения проектируемого оборудования;
· разрабатываются трассы прокладки кабелей для стыка OLT c ODF, количество и тип оптических кабелей.
Оборудование ODF и OLT проектируемой сети будет расположено в помещении ЛАЗ (линейно-аппаратного зала) на 3 этаже. План расположения проектируемого оборудования представлен на рисунке 14.
Рисунок 14 - План расположения проектируемого оборудования ODF и OLT в помещении ЛАЗ-а., 3 этаж.
Электропитание оборудования PON OLT будет осуществляться от источника постоянного напряжения U=60В. Т.к. АТС-61 по обеспечению бесперебойности электроснабжения относится к первой группе особой категории [8], резервирование питание осуществляется от двухсекционной (две секции по 30 аккумуляторов VARTA OPZS 800А*ч) аккумуляторной батареи и дизель-генераторном P100 мощностью 100 КВ*А. Подключение оборудования к сети электропитания производится в существующем электрощите ЩРЗ-60 двумя проводами марки ПВЗ-10 (на шины " ”и "-”) длиной 20 м. С учетом того, что максимальная потребляемая мощность оборудования составляет ?1500 Вт, подключение осуществляется через автоматический выключатель с номинальным током 25А.
Заземление корпусов стоек ODF и OLT осуществляется с соответствующих клемм на самих стойках к существующей шине заземления ЛАЗ-а. проводом марки ПВЗ-16 длиной 20 м.
2.4 Описание оборудования OLT Huawei MA5680T
Оборудование MA5680T [9] (рис.15) разработано с учетом современных требований и полностью поддерживает функциональность IP-сетей доступа. MA5680T обладает коммутационной емкостью до 400G и неблокируемой коммутацией терабитной емкости. Пропускная способность каждого слота составляет 10 Гбит/с, что позволяет решить проблему дефицита ресурсов полосы пропускания.
Рисунок 15 - Полка MA5680T
Оборудование MA5680T имеет 16 сервисных слотов. Одна плата услуг PON имеет 4 портов PON, каждый порт поддерживание расщепление 1: 64, таким образом, одна полка поддерживает до 4096 абонентов.
Для доступа по интерфейсу GPON пропускная способность MA5680T составляет в нисходящем направлении 2,5 Гбит/с, а в восходящем - 1,25 Гбит/с. Протокол режима инкапсуляции GEM используется для инкапсуляции с фиксированной длиной фрейма 125 мкс, что в сочетании с алгоритмом кодирования NRZ позволяет уменьшить количество служебной информации в фрейме, оставляя под полезную нагрузку до 93% фрейма.
MA5680T может предоставлять доступ по оптическим интерфейсам FE/GE/GPON одновременно. Являясь унифицированной платформой для P2P и P2MP, MA5680T может применяться в различных вариантах построения сети доступа и обеспечивать комфортную сетевую миграцию. Оптический доступ в режиме P2P вполне удовлетворит требованиям организаций, нуждающихся в выделенной полосе пропускания.
Оборудование MA5680T имеет ряд особенностей, представляющих собой решения для предоставления различных видов услуг.
Рисунок 16 - Пример сети с использованием MA5680T
Управляемый multicast
MA5680T имеет функцию управления многоадресной передачей, что характерно для оборудования операторского класса. Данная функция позволяет операторам предоставлять и управлять дополнительными широкополосными услугами многоадресной передачи: · функции предварительного вступления и быстрого выхода из группы;
· различные режимы аутентификации для различных операторов многоадресной передачи;
· предварительный просмотр каналов и сбор статистики по просмотрам;
· управляемая многоадресная передача для управления доступом пользователей многоадресных групп.
Решения для видеоуслуг
Оборудование MA5680T поддерживает 2 способа передачи видео: IPTV и кабельное телевидение. Использование MA5680T совместно с IPTV позволит оператору управлять до 1000 видеоканалов, а с случае с кабельным телевидением оборудование будет предоставлять аналоговое и цифровое телевещание по кабелю. Пользователи смогут воспользоваться услугами передачи видео, данных и речи по оптоволоконному кабелю.
Решения для голосовых услуг
Для передачи речи используется технология VOIP, при этом терминалы предоставляют два способа реализации VOIP (рис.2.2): - преобразование речи из VOIP осуществляется медиашлюзом, встроенным в ONT;
- преобразование речи из VOIP осуществляется внешним медиашлюзом.
Решение по передаче трафика TDM
Мощный механизм QOS оборудования MA5680T предоставляет идеальное решение по передаче потоков E1 (рис.2.3). Фрейм GEM обеспечивает соответствующее качество передачи E1 по GPON, а также позволяет решить проблему синхронизации E1 поверх IP. В данном решении достигается такое же качество, как и в передачи с использованием систем SDH.
Рисунок 18 - Передача E1 при помощи MA5680T
Мощный механизм гарантирования QOS
MA5680T обладает большими возможностями QOS, идеальным образом обеспечивая доступ к различным услугам: - комплексное решение QOS для всей сети (от OLT до ONT/ONU);
- организация очередей как на уровне OLT, так и на уровне ONT, предоставляя QOS на основе разделения служб и пользователей;
- механизм обеспечения QOS на основе правил трафика: фильтрация и переадресация пакетов, зеркальное копирование трафика, статистика и управление стратегиями трафика, составление графика запросов по порту, ограничение скорости порта;
- классификация трафика VOIP для каждого порта гарантирует качественную голосовую связь при больших объемах передаваемой информации;
- динамическое распределение полосы пропускания (диапазон от 512 Кбит/с до максимального значения с шагом 64 Кбит/с).
В качестве подведения итога основные характеристики оборудования MA5680T были сведены в таблицу.
Таблица 4 - Спецификации оборудования MA5680T
Характеристика Ед. измерения Значение
Рабочее напряжение (постоянное) напряжение диапазон В В 48/60 38.4?U?72
Энергопотребление при полной нагрузке Вт Не более 1500
Колво. портов GPON на 1 плату шт. 4
Скорость передачи порта GPON Гбит/с 1,25 Up и 2.488 down
Дальность передачи км 20
Коэфф-т. расщепления GPON - 1: 64
Распределение полосы пропускания - динамическое с шагом 64 кбит/с
2.5 Описание ONT
Линейка абонентских терминалов ECHOLIFE включает в себя различные модификации, предназначенные для удовлетворения различных потребностей пользователей [10]. Различие состоит в наборе услуг, которые пользователь может получить, используя тот или иной терминал. Всего в линейке ECHOLIFE три модели: HG813 (рис), HG850 и HG865.
Серия ECHOLIFE - это терминалы оптической сети (ONT), разработанные специально для домашних пользователей, а также для небольших офисов. Используя технологию GPON, они обеспечивают высокоскоростные каналы передачи данных в одном оптическом кабеле. Пропускная способность восходящего потока составляет до 1,244 Гбит/с, пропускная способность нисходящего потока - до 2,488 Гбит/с.
Использование интерфейса управления дает возможность легкого удаленного конфигурирования, управления и технического обслуживания. А со стороны локальной сети терминалы предоставляют множество интерфейсов для соединения с другими устройствами, позволяя гибко подстраиваться к различным сетевым условиям.
Таблица 5 наглядно демонстрирует различия между HG813, HG850 и HG865 в плане предоставляемых услуг.
Таблица 5 - Сравнение абонентских терминалов серии ECHOLIFE
Характеристика HG813 HG850 HG865 Описание
Гигабитная скорость передачи Предоставление высокоскоростных каналов передачи данных по оптическому кабелю
Услуги "Triple Play" Предоставление услуг "Triple Play", включая голос, данные и видео
Услуги VOIP и FOIP - Предоставление услуги передачи голоса и факса через IP-сеть
Кабельное ТВ - - Возможность подключения услуг кабельного ТВ через существующую сеть кабельного телевидения
Набор интерфейсов Наличие различных интерфейсов для подключения различных устройств
Дистанционное управление Использование интерфейса управления для конфигурации и удаленного управления терминалом
ECHOLIFE HG850 (коротко HG850) - это терминал оптической сети (ONT), разработанный для домашних пользователей, а так же небольших офисов и домашних офисов (SOHO). Используя технологию (GPON), HG850 терминал обеспечивает высокоскоростные каналы передачи в одном оптическом кабеле. Пропускная способность восходящего потока до 1.244 Гбит/с, пропускная способность нисходящего потока до 2.488 Гбит/с. Используя HG850, пользователи получают высокоскоростной доступ к сети, а так же широкополосные голосовые и видеоуслуги высокого качества. Как сетевой терминал, размещаемый на уровне доступа сети GPON, HG850 позволяет домашним пользователям и SOHO пользователям получать доступ к IP и IPTV сетям через оптический восходящий поток.
Со стороны локальной сети HG850 предоставляет множество интерфейсов для соединения с другими устройствами, что очень гибко в различных сетевых условиях. Кроме того HG850 поддерживает высококачественные и не дорогие услуги голос через IP (VOIP) и факс через IP (FOIP).
Использующий интерфейс контроля и управления (OMCI) технологии ONT, терминал HG850 особенно удобен для удаленного конфигурирования, управления и эксплуатации.
Характеристики аппаратной платформы: · один оптический интерфейс;
· четыре Ethernet порта с функцией автоматического определения скорости и метода передачи данных 10/100 Base-T (RJ-45);
· два VOIP телефонных интерфейса (RJ-11);
· один интерфейс питания от постоянного тока (используется для соединения с внешним резервным источником питания);
Функциональные характеристики: · полностью соответствует требованиям технологии FTTH;
· поддерживает высококачественные услуги VOIP и FOIP;
· предоставляет высокоскоростной доступ к сети Internet.
Характеристики GPON: · полностью соответствует стандарту ITU-T G.984 GPON;
· поддерживает режим инкапсуляции GPON (GEM);
· поддерживает динамическое распределения полосы пропускания (DBA);
· предоставляет 8 T-CONT портов и 32 GEM порта;
· поддерживает приемники оптической мощности Class B ;
· поддерживает маппинг между VLAN и GEM портами;
· поддерживает функции прямой коррекции ошибок в нисходящем потоке (FEC).
Характеристики VOIP: · предоставляет телефонный номер каждому присоединенному абоненту;
· поддерживает вызовы двух звонящих абонентов POTS одновременно;
· поддерживает конфигурацию (в соответствии с конфигурацией интерфейса пользователя) отображения номера вызываемого абонента;
· поддерживает DTMF;
· поддерживает FSK;
· поддерживает RTP/RTCP;
· поддерживает MGCP или SIP;
· поддерживает G.711A/u, G.723, G.729 и T.38.
Характеристики Ethernet: · поддерживает авто-переговоры;
· поддерживает MDI/MDI-X автоопределение;
· поддерживает Ethernet фрейм до 1536 байт;
· поддержка до 1024 областей в локальной таблице обмена MAC.
Управление устройством: · поддерживает удаленное управления устройством через Telnet;
· поддерживает удаленное конфигурирования услуг и управления устройством через OMCI.
Характеристики питания: · входное напряжение адаптера питания: 100-240 В AC, 50-60 Гц;
· напряжение питания устройства: 12 В DC, 2 A;
· стандартное энергопотребление: < 12 Вт.
2.6 Решения высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС-Б
Предназначены для ввода большого количества оптических кабелей (нескольких десятков и более) в конструктивы стандартизованных типоразмеров, монтажа и кросскоммутации оптических волокон, организации входящих-исходящих и коммутационных кабелей (патчкордов). Подобные решения могут применяться в центрах коммутации волоконнооптических сетей операторов связи (АТС, ЦУС), в сетях кабельного ТВ, в сетях доступа с идеологией "волокно-до-дома" (микрорайона, рабочего стола, и т.д.) (FTTX), в пассивных оптических сетях (PON), в кроссовых помещениях крупных бизнес-центров.
Шкафы и стойки высокой плотности монтажа ОВ целесообразно использовать при концентрации в одной аппаратной большого количества оптических портов (не менее 100…200). Максимальная емкость решения высокой плотности составляет, как правило, не менее 1000 ОВ в одном конструктиве высотой 2, 2,2 или 2,6 м.
Отличительной особенностью решений такого рода является дополнительная функциональность применительно к вводу оптических кабелей, монтажу ОВ и кросскоммутации оптических портов патчкордами.
Как правило, во внутреннем пространстве конструктива выделяются отдельные зоны для крепления многоволоконных кабелей, для сварки волокон и для выкладки и хранения запасов патчкордов, что сильно упрощает задачу монтажа и обслуживания (переключений) большого количества оптических портов. Кроме того, решение высокой плотности монтажа ОВ должно быть модульным и позволять наращивать емкость по мере роста сети и ввода новых кабелей. Система кабельного менеджмента должна обеспечивать монтаж новых кабелей и переключение действующих без негативного влияния на ранее смонтированные волокна
Система ВОКС компании Связьстройдеталь [11]
Решение высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС предназначено для использования в центральных офисах операторов, в случаях, когда общее число волокон входящих и исходящих оптических кабелей достигает 200 и более.
Номинальная емкость кросса ВОКС составляет 576-1440 портов стандартного формфактора (соединители FC или SC) в одном конструктиве. При использовании малогабаритных соединителей (LC) емкость может быть удвоена. Для увеличения общей емкости кросса изделия ВОКС можно объединить, устанавливая их "бок о бок" или "спина к спине".
Кроссовое решение ВОКС базируется на специализированном конструктиве (стойке или шкафе) высотой 2000-2200 мм.
Входящие линейные и распределительные кабели фиксируются и разделываются до модулей в разветвительных узлах ввода (узлах ВКР). Здесь же при необходимости происходит заземление металлических элементов кабелей.
Узлы ВКР имеют различное исполнение в зависимости от конструкции кабелей, для которых они предназначены.
Узлы ВКР размещаются на несущих панелях. На одной панели может размещаться от 4 до 42 таких узлов в зависимости от их исполнения и конструкции несущих панелей.
От узлов ввода оптические волокна в специальных транспортных трубках поступают в кроссовые модули, где свариваются с пигтейлами. На лицевой панели кроссового модуля устанавливаются оптические адаптеры. Для удобства монтажа и обслуживания волокон кроссовые модули вместе с кассетой и панелью с адаптерами могут выдвигаться или поворачиваться (в зависимости от конструкции). Кроссовые модули объединяются в блоки, которые, в свою очередь, монтируются на конструктиве.
Для выкладки и хранения запасов патчкордов, подключенных к портам кроссовых модулей, используются органайзеры различной конфигурации, позволяющие повысить надежность эксплуатации и минимизировать временные потери при эксплуатации кросса в частности, при переключениях.
ВОКС-Б
Решение ВОКС-Б (волоконнооптическая коммутационная система, боковой доступ к кроссовому полю) базируется на специализированном шкафе глубиной 300 мм и высотой 2200 мм. Шкаф может иметь ширину 600 мм или 900 мм, в зависимости от емкости.
Технические характеристики: · высота 2200 мм: · ширина 600 (900) мм;
· глубина 300 мм;
· масса 80 (110) кг;
· ввод до 20 (40) ОК;
· емкость до 576 (960) портов;
· тип портов: FC, SC.
В решении ВОКС-Б выделены следующие функциональные зоны: · зона ввода, разделки и фиксации ОК;
· зона монтажа и коммутации ОВ;
· зона выкладки и хранения запасов патчкордов.
Зона ввода ОК организуется в верхней или нижней части шкафа с использованием узлов ввода ВКР-3 и несущих 10"".
Рисунок 20 - Узел ввода оптического кабеля ВОКС
Способ силового крепления узлов ввода облегчает и ускоряет доступ к оптическим кабелям как при монтаже и обслуживании, так и при доуплотнении и переконфигурировании сети. Всего в узле ВОКС 4 места для крепления ОК. Данный вариант конструкции ввода предназначен для организации помодульного распределения магистрального и внутриобъектового ОК с возможностью закрепления силовых элементов кабеля: брони, центрального силового элемента и упрочняющих нитей. Оптические волокна в модулях выводятся из ВКР в индивидуальных защитных гофрированных трубках наружным диаметром 5 мм.
В центральной части шкафа располагается зона монтажа и кросскоммутации волокон.
Зона выкладки и хранения запаса соединительных шнуров расположена сбоку от зоны коммутации, здесь же установлены органайзеры.
Рисунок 21 - Органайзер
Органайзер ВОКС-Б предназначен для размещения излишней длины и удобного обслуживания кроссового шнура. Конструкция органайзера обеспечивает раскладку запасов соединительного кроссового шнура и удобное извлечение всей длины кроссового шнура, включая хранящийся запас, для перекроссировки оптических линий. Данный способ раскладки позволяет проводить регламентные перекроссировки без создания дополнительного затухания на находящихся под сигналом оптических шнурах.
Рисунок 22 - Стойка ВОКС-Б в сборе
Рисунок 23 - Зона для разделки и фиксации ОК
Рисунок 24 - Зоны монтажа и коммутации ОВ и выкладки запаса патчкордов
Кроссовый модуль
Конструктивной особенностью данного решения является монтаж и кросс-коммутация ОВ в откидных кроссовых модулях, объединенных в кроссовые блоки. Каждый модуль содержит кассету для укладки ОВ и панель с адаптерами (до 24 для SC или FC). В кроссовом модуле осуществляется сращивание входящих ОВ из кабеля с пигтейлами, подключаемыми на разъемы патч-панели.
Модуль состоит из металлической несущей пластины, установленной на ней сплайс-кассеты с крышкой и патч-панели для установки оптических разъемов. В комплект также могут входить установленные в патч-панель оптические разъемы и подключенные пигтейлы.
В собранном состоянии модули размещаются в блоке вертикально, при этом адаптерные панели образуют кроссовое поле. При повороте модуля в горизонтальное положение обеспечивается удобный доступ к адаптерам и пигтейлам. Для монтажа модуль свободно снимается с блока за счет запаса длины транспортных трубок. Расположение оптических разъемов на располагающейся сбоку патч-панели существенно снижает опасностьпоражения лазерным излучением.
Рисунок 25 - Кроссовый модуль ВОКС-Б
Кроссовый блок
В кроссах ВОКС-Б-63 используются кроссовые блоки на 6 кросс-модулей емкостью 144 порта FC или SC. При использовании соединителей LC емкость может быть удвоена.
В кроссах ВОКС-Б-93 используются кроссовые блоки на 10 кросс-модулей емкостью 240 портов FC или SC. При использовании соединителей LC емкость может быть удвоена.
Всего в шкафах ВОКС-Б-63 и ВОКС-Б-93 устанавливается 4 кроссовых блока.
Таблица 6 - Технические характеристики кроссового блока
КБ6-К6-44 КБ10-К10-240
Макс. Число оптич. Портов FC/SC (LC) 144 (288) 240 (480)
Применяемость ВОКС-Б-63 ВОКС-Б-93
Габариты, мм 390x156x171 476x156x258
Масса, кг 2,1 5,1
Для применения в проекте можно использовать оптический кросс ВОКС-Б-63 с установлены кроссовым блоком КБ6-К6-144SC/SM-144SC/UPC-ВОКС-Б, т.е. с установленными в кроссовый блок шестью кроссовыми модулями (К-24SC-ВОКС-Б). Общая емкость кроссового блока 144 порта с оптическими разъемами SC. К кроссовому блоку прилагаются 144 оптических соединительных шнура с разъемами SC и полировкой оптического коннектора типа UPC.
2.7 Проектирование магистральной и распределительной сети
Магистральная сеть абонентского доступа является основным элементом всей сети. Правильный выбор системы построения сети, топологии, определение условий и правил организации доступа позволит исключить лишние затраты при дальнейшем развитии сети.
Вопросы проектирования магистральной сети PON касаются следующих положений: · топология построения магистральной сети;
· способы резервирования на магистральной сети;
· максимальная емкость магистральных кабелей, тип кабеля;
· выбор и монтаж оптических муфт;
· организация системы заземления брони оптического кабеля.
В проектируемом районе была выбрана для проектируемой сети топология типа многоуровневая (каскадная) схема сети PON, число каскадов равно двум (сплиттеры 1x2 и 1x32) до каждого подключаемого дома. Схема топологии представлена на рисунке 27.
Рисунок 27 - Многоуровневая (каскадная) схема сети PON.
Выбор такой топологии обусловлен следующими причинами: кабельная канализация проходит по центру вдоль всего района с ответвлениями к каждому дому. При этом построение сети с ОРШ видится неприемлемым, т.к. будет большой перерасход распределительного ОК и использование большего числа каналов кабельной канализации. Сеть будет строиться с ответвлениями распределительного ОК к подключаемым домам от магистрального ОК с помощью кабельных муфт. многоквартирность подключаемых домов и коэффициент охвата абонентов услугой, равный 100%, не позволяют применить другие топологии (точка-точка (P2P) и ”дерево”), т.к., в случае топологии P2P потребуется очень большая емкость магистрального и распределительных кабелей, а в случае древовидной структуры сети невозможно обеспечить согласование баланса оптической мощности при помощи существующих на данный момент оптических разветвителей.
Резервирование на магистральной сети осуществляется подводом к каждому сплиттеру, которые располагаются в домах, двух оптических волокон: одно рабочее и одно резервное.
Максимальная емкость магистрального оптического кабеля определяется с учетом количества вводимых в каждый дом ОВ и с учетом резерва (одно резервное ОВ на сплиттер). Количество ОВ, вводимых в каждый дом, представлено в таблице 7.
Таблица 7 - Количество ОВ, вводимых в каждый дом
Улица, дом Колво. вводимых ОВ в дом
Советская, 15 10
Советская, 15 к.1 2
Советская, 17 10
Советская, 17 к.1 -
Советская, 17 к.2 14
Советская, 19 4
Советская,19 к.1 8
Советская,19 к.2 8
Советская, 21 6
Краснофлотская, 3 2
Краснофлотская, 5 10
Терехина, 4 10
Терехина, 6 14
Никольский, 32 14
Никольский, 32 к.1 14
Всего ОВ 126
Магистральный ОК содержит 9 модулей по 14 ОВ. Такая емкость модуля обусловлена тем, что максимальное количество ОВ, ответвляемых от магистрального ОК к дому, равно 14.
В качестве магистрального оптического кабеля может быть использован кабель ДПС-П-126А9-7КН производства фирмы "Опотен”. Расшифровка маркировки выглядит следующим образом: Д - тип центрального силового элемента (диэлектрический);
П - тип внутренней оболочки (полимерная);
С - броня из стальных проволок;
П - материал внешней оболочки (полиэтилен);
126 - число ОВ в кабеле;
А - тип ОВ (одномодовое с расширенным рабочим спектром);
Оптический кабель ДПС предназначен для прокладки в грунт, включая болота и неглубокие несудоходные реки, в кабельной канализации, трубах, лотках, блоках, тоннелях, коллекторах, по мостам и эстакадам, между зданиями и сооружениями, внутри зданий.
Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из диэлектрического стержня, вокруг которого скручены модули со свободно уложенными оптическими волокнами. Свободное пространство в оптических модулях и в сердечнике заполнено гидрофобным гелем. Кордели изготавливаются из полиэтилена высокой плотности черного цвета. На сердечник накладывается промежуточная оболочка из полиэтилена средней плотности. На промежуточную оболочку спирально накладывается броня из стальных проволок. Свободное пространство между проволоками заполнено гидрофобным гелем. На броню накладывается оболочка из полиэтилена высокой плотности.
Для идентификации модулей используется счетная пара: красный - основной, желтый - направляющий, натуральные - согласно счету от желтого.
Рисунок 29 - Идентификация модулей в ОК
Параметры эксплуатации кабеля представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Параметры эксплуатации ОК ДПС
Рабочая температура -500С… 500С
Температура монтажа 100С… 500С
Максимальный радиус изгиба Не менее 20 диаметров кабеля
Срок службы 25 лет
Минимальный радиус изгиба ОВ Не менее 3 мм (в течение 10 мин)
Ди
Список литературы
Введение
Бурное развитие сети Internet, возрастающие скорости передачи данных на абонентском участке сети привели к необходимости разработки технологий, обеспечивающих высокие скорости доступа в сеть для конечного пользователя. Первым шагом в этом направлении была разработка семейства технологий XDSL, использующая существующую кабельную инфраструктуру, основанную на кабеле с медными жилами. Хотя эти технологии и обеспечивали мегабитные скорости доступа, качество предоставляемых услуг далеко не всегда было приемлемым для пользователя. Исправить эту ситуацию помогло внедрение на абонентском участке сети оптических кабелей, в которых используется оптическое волокно - качественно новая среда распространения сигнала. С помощью внедрения на сетях технологий FTTX и PON стало возможно предоставлять пользователям более качественные и современные услуги связи: высокоскоростной доступ в сеть Internet, IP-телефонию, IP-телевидение, видео по запросу и других услуг.
Предоставление услуг широкополосного доступа абонентам в г. Архангельске на данный момент в основном представлено технологией ADSL. Для поддержания конкурентоспособности компании и развития сети необходима модернизация абонентской сети с применением оптических технологий.
Целью данного дипломного проекта является решение задачи предоставления услуг широкополосного доступа жителям г. Архангельска на базе пассивных оптических сетей (PON). Разработка осуществляется на основе реальных данных.
В первой главе дипломного проекта изучены характеристики технологий XDSL и FTTX.
Во второй главе произведен расчет и проектирование участка сети PON, выбрано и описано используемое на проектируемом участке оборудование PON (активное оборудование OLT, пассивное оборудование: ODF, разветвители и оптический кабель).
В третьей главе рассмотрены основные меры по обеспечению безопасности жизнедеятельности рабочего персонала при монтаже и обслуживании оптической сети.
В четвертой главе произведен расчет капитальных затрат, которых потребует строительство сети, определены годовые затраты и доходы и рассчитан показатель экономической эффективности проекта. оптическая сеть пассивная параметр
1. Технологии "последней мили”
Термином "последняя миля” [1] обозначают участок сети связи от телефонной (коммутационной) станции до абонентских оконечных устройств. Интерес к участку "последней мили” резко возрос в развитых странах в конце 80-х. начале 90-х. годов, когда, с одной стороны, стало ясно, что одни лишь услуги аналоговой телефонии перестали удовлетворять пользователей, а, с другой стороны, прошла модернизация и цифровизация магистральной сети и коммутационных станций, позволяющая удовлетворить потребность в новых услугах.
В настоящем дипломном проекте рассматриваются наиболее распространенные на данный момент проводные технологии "последней мили”: XDSL и FTTX.1. Денисьева O. M., Мирошников Д.Г. - Средства связи для последней мили. - М: Эко-Трэндз - НТЦ Натэкс, 2000
2. - сайт XDSL-технологии
3. http://ru. wikipedia.org - сайт Wikipedia.org
4. "Сети и системы связи" №9, 09.2008. - М: Радио и связь, 2008
5. "Lightwave" 01.2004. - М: Высокие технологии, 2004
6. Современный подход к проектированию сети абонентского доступа на технологии PON. - Сп-б: Гипросвязь, 2009
7. Руководство по техническому учету оборудования и паспортизации сооружений ГТС. - М: Главное управление городской телефонной связи, 1979
8. Правила устройства электроустановок. - М: ДЕАН, 2007