Построение магистральной сети по технологии GPON

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Инфокоммуникационные системы и информационная безопасность»

Отчет по практике на тему:

«Построение магистральной сети по технологии GPON»

Студент группы 23Б

М.В. Елисеев

Руководитель :

доцент кафедры «ИСИБ»

С.А. Батраков

Омск 2016

Реферат

Отчет по практике содержит страницы 15, рисунков 3, использовано 4 источников.

Объект исследования: технология GPON.

В ходе практики была изучена технология GPON, оборудование, с помощью которого можно увидеть состояние интернета и телевидения абонента, проведено обслуживание абонентов по решению их проблем.

Использованное ПО: Microsoft Word 2010, Paint.

Введение

В последнее время популярность начали набирать выделенная линия, а также кабельный интернет. Данные способы можно отличить между собой только по принципу подключения. В процессе использования кабельного доступа по уже существующей сети телевидения применяя оптический патчкорд FC LC и другое оборудование подключается интернет. Как правило, цифровой канал связи способен передавать данные со скоростью до 100 Мб/ в любое время. Независимость от телефонной линии не только предоставляет гарантию более надёжного соединения, но и избавляет от бесполезных затрат на использование телефонной связи. В данном случае пользователь оплачивает не за время нахождения в интернете, а за общий объем информации, которую он получил или отправил.

В том случае если у вас нет возможности, подключится к интернету с помощью проводов, можете воспользоваться системой дальнего действия. Такая система, рассчитанная на дальнее расстояние, покрывает километры пространства и предоставляет возможность людям пользоваться как фиксированным доступом, так и мобильным что позволяет подключаться к всемирной сети из любого места. Обычно, фиксированный доступ, используют для того чтобы развернуть небольшую офисную и районную сеть, а вот мобильный, направленный непосредственно на конечного пользователя.

1. Построение сети GPON

Технология, в результате которой осуществляется построение широкополосных сетей с мульти сервисным доступом, называется технологией GPON. С ее помощью осуществляется качественная передача любых данных, а также телефонии по одному оптическому волокну. Как утверждают специалисты, данная технология является самой передовой на сегодняшний день. Именно поэтому она бурно развивается во многих крупных странах, в том числе и у нас.

1.1 Классический состав сети GPON

Для того чтобы грамотно осуществить построение сети GPON, необходимо представлять, из чего она должна состоять. В классический состав такой сети должны входить:

Optical Line Terminal - центральное стационарное устройство, необходимое для агрегации всех потоков оптических сетей.

Optical Distribution Network - распределительная оптическая сеть, которая, в свою очередь, состоит из сплиттеров, которые разветвляют оптический сигнал на различные ветви оптического дерева (или сети); из оптического магистрального фидера; из распределяющих оптических волокон основного дерева GPON сети; и отводных оконечных абонентских кабелей.

Optical Network Unit или Optical Network Termina - оконечные оптические абонентские устройства. В зависимости от того, к какому типу они относятся они имеют различные варианты установки: в распределительных шкафах, в отдельных помещениях или даже зданиях. Эти устройства способны предоставлять конечным абонентам самые различные порты доступа. Причем, основным типом порта доступа является Ethernet, дополнительно может подключаться кабельное телевидение или телефония.

1.2 Отличительные особенности сети GPON

Качество соединения на самом высоком уровне, помехи и обрывы практически исключены;

Поразительная скорость доступа в мировую сеть Интернет. Она может колебаться от 10 Мб/сек до 1 Гб/сек.

Необходимо подчеркнуть, что данная технология подразумевает, что оптоволоконный кабель будет проложен непосредственно в квартиру заказчика, а это означает, что доступ к сети Интернет у него будет всегда, не зависимо от времени и погодных условий. В принципе, как уже указывалось, данная технология подразумевает через всего одно оптоволокно огромного количества абонентов. Благодаря этому экономится волокна, а стоимость построения абонентской сети заметно снижается.

Техническое обслуживание и эксплуатация GPON сети также имеет очень невысокую стоимость. Ведь, как правило, в распределительной сети используется пассивное оборудование, что и снижает затраты на обслуживание.

Обеспечить возможность предоставления услуг:

Доступ в Интернет (со скоростью до 1 Гб/сек);

IPTV (просмотр не менее 150 каналов (MPEG2, MPEG4), HD, VoD);

Услуги телефонной связи;

Предоставление услуг виртуальной частной сети (VPN);

Использовать принцип конвергенции сетей (использование универсального IP- транспорта для передачи всех видов трафика), что при развертывании сетей (особенно в районах новой застройки) позволит сократить капитальные затраты и операционные расходы при дальнейшей эксплуатации.

Рисунок 1 - Базовая схема сети GPON

2. Проектирование магистральной сети PON микрорайона

На этапе проектирования магистральной сети решаются следующие задачи:

1. Выбор топологии построения магистральной сети.

2. Выбор способа резервирования на магистральной сети.

3. Разработка схемы магистральной сети.

4. Выбор способа прокладки волоконно-оптического кабеля.

5. Определение максимальной ёмкости магистральных кабелей. Выбор марки магистрального кабеля.

6. Выбор оптических муфт.

7. Выбор ОРШ. Определение комплектации ОРШ.

2.1 Выбор способа резервирования

Для повышения надежности сетей связи применяется их резервирование - целенаправленное введение в систему определенной избыточности с целью увеличения степени связности отдельных ее узлов, то есть количества независимых путей передачи информации. В сетях PON используется два вида резервирования: линейное резервирование различных участков сети и системное. В пояснительной записке необходимо дать понятия линейного и системного резервирования, выбрать наиболее подходящую схему для резервирования проектируемого участка магистральной сети и обосновать свой выбор.

2.2 Выбор способа прокладки магистрального волоконно-оптического кабеля

Конструкции кабелей определяются, в первую очередь, условиями их прокладки и эксплуатации. Существует четыре основных метода прокладки кабелей:

1. Непосредственная прокладка кабеля в грунт (в траншею). Кабели, предназначенные для такой прокладки, должны иметь наиболее прочную броню, а также максимальную защиту от влаги и грызунов.

2. Прокладка в грунт в защитных пластиковых трубах (ЗПТ). В этом случае все механические нагрузки берет на себя защитная труба, поэтому кабели имеют облегченную конструкцию (не содержат металлических элементов, имеют меньшую массу и габаритные размеры). Такие кабели обладают повышенной стойкостью к грозовым разрядам. Данная технология прокладки позволяет снизить затраты времени и средств при расширении сети.

3. Прокладка в подземной кабельной канализации. Строительство кабельной канализации обходится дороже, чем прокладка кабеля непосредственно в грунт, но ее использование значительно упрощает добавление и удаление кабелей. Кроме того, в этом случае можно использовать более легкие кабели с меньшей степенью защиты.

4. Воздушная подвеска на столбах или вышках. Обычно этот метод используют в местах массовой застройки; он не требует использования тяжелой техники (которая необходима при подземной прокладке), а потому экономически более выгоден. Оптический кабель может быть подвешен на несущий трос; также может быть использован самонесущий оптический кабель. В данном разделе пояснительной записки необходимо, учитывая достоинства и недостатки различных методов прокладки, выбрать наиболее оптимальный для заданного микрорайона. При этом необходимо учитывать наличие или отсутствие кабельной канализации со свободными кабель-каналами на участке, где проходит трасса кабельной магистрали.

2.3 Выбор магистрального кабеля

Магистральные участки, соединяющие узел связи (головную станцию) с первой точкой распределения, являются наиболее протяженными и ответственными - при их повреждении нарушается работа всей сети. Поэтому условия их прокладки и применяемые кабели должны обеспечивать максимальную надежность.

Выбор кабеля начинается с определения типа и количества оптических волокон (ОВ). В пассивных оптических сетях чаще всего применяют волокна стандарта G.652 (стандартные одномодовые волокна SSF). Эти волокна могут работать как в сетях, работающих на одной длине волны, так и при использовании плотного спектрального уплотнения (DWDM) или разреженного (CWDM).

В кабелях FinMark®, которые могут применяться на любых участках оптических сетей, используются волокна типов G.652, G.655 (одномодовые волокна со смещенной ненулевой дисперсией NZDSF, в том числе с малым на 14 клоном дисперсионной кривой, с большой эффективной площадью поля моды), G.657 (одномодовые волокна с пониженным затуханием при изгибе).

Волокна стандарта G.657 обычно используются на абонентских участках. Количество волокон в кабеле определяется количеством приемопередающих узлов активного оборудования (как станционного, так и абонентского), а также схемой сети. При этом надо помнить, что в сетях PON прием и передача сигналов организованы по одному волокну. Общий принцип определения количества требуемых ОВ на одно здание рассчитывается следующим образом: одно ОВ на каждые N квартир (без учета резерва), где N соответствует максимальному коэффициенту деления сплиттеров. В конструкции магистральных кабелей обязательно должен быть предусмотрен запас волокон на последующее развитие сети. Избыточность ОВ на магистральном участке PON определяется по схеме 1+2, т. е. на каждое ОВ в нагрузке требуется два резервных ОВ. При емкости кабеля свыше 32 ОВ в нагрузке допускается уменьшение резервных ОВ из расчета: при количестве ОВ свыше 32 в нагрузке - одно резервное ОВ на одно ОВ в нагрузке; и при количестве ОВ свыше 64 в нагрузке - одно резервное ОВ на два ОВ в нагрузке .

При выборе конструкции кабеля сначала определяются с конструкцией кабельного сердечника. Кабельным сердечником называется центральная часть кабеля, в которой собраны волокна. В PON-сетях используются сердечники двух типов: модульная (LT, Loose Tube) и с центральной трубкой(UT, Uni-Tube).

В модульной конструкции сердечника волокна находятся в защитных модульных трубочках (модулях), свитых вокруг центрального силового элемента (ЦСЭ). ЦСЭ представляет собой стальной или стеклопластиковый трос, который защищает волокна от растягивающих усилий во время прокладки или подвески кабеля. Межмодульное и внутри модульное пространства заполнено гидрофобным гелем, который предотвращает доступ влаги к волокнам при нарушении герметичности кабеля.

В сердечнике трубчатой конструкции все волокна находятся в центральной защитной трубке, содержащей гидрофобный заполнитель. ЦСЭ отсутствует. Такая конструкция отличается меньшими габаритными размерами. Однако она обладает меньшей стойкостью к растягивающим усилиям. Сравнивая две основные конструкции, можно сказать, что модульный сердечник обеспечивает лучшую механическую защиту оптических волокон, но имеет большие габаритные размеры и массу. При малом числе ОВ (менее 12…16) его применение экономически нецелесообразно. Поэтому его предпочтительно использовать в магистральных ОК, в кабелях, прокладываемых на ответственных участках и участках с повышенной нагрузкой на кабель. Трубчатая 15 конструкция используется в кабельной канализации, внутри зданий по стоякам, при подвеске на опорах и по стенам зданий и т. п. Кроме того, нужно учитывать используемое число волокон .

После выбора типа сердечника необходимо выбрать другие элементы кабеля (внутренняя оболочка, броня, силовые элементы, несущий элемент, наружная оболочка), наличие и конструкция которых определяется условиями прокладки кабеля. Конкретную марку кабеля необходимо выбирать на сайтах компаний-производителей волоконно-оптических кабелей.

В пояснительной записке необходимо изобразить конструкцию выбранного кабеля и привести его конструктивные характеристики (тип волокна, диаметр сердцевины, диаметр оболочки, строительная длина кабеля), оптические характеристики (коэффициент затухания, дисперсия), механические характеристики (диапазон рабочих температур, величина раздавливающего усилия, допустимое растягивающее усилие).

2.4 Выбор оптических муфт

Оптические муфты служат для прямого и сращивания оптических кабелей любых конструкций. Их различают по области применения, по назначению, по условиям прокладки и по конструкции.

В данном разделе пояснительной записки необходимо определить количество соединительных и разветвительных муфт и нанести их на план трассы прокладки кабеля в схеме зонирования. Прямые муфты устанавливаются в местах соединения строительных длин кабеля. При этом с каждой стороны муфты должен быть предусмотрен технологический запас кабеля длиной 30 м. Разветвительные муфты устанавливаются в местах ответвлений кабеля к группам зданий. Более подробная информация о типах муфт приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Классификация оптических муфт

магистральный сеть резервирование волоконный

2.5 Выбор оптического распределительного шкафа (ОРШ).

Определение комплектации ОРШ. Главная функция ОРШ - это переход от длинного магистрального участка к короткому распределительному участку со сменой типов волоконно-оптического кабеля и одновременным значительным увеличением емкости ОВ, доступного к подключению абонентов. В ОРШ также производится коммутация ОВ, их оптимизация, измерения магистрали до АТС и диагностика абонентских подключений.

ОРШ монтируется внутри здания или на улице (при обслуживании группы зданий). ОРШ, монтируемые внутри здания, устанавливаются преимущественно на первом этаже в средней части здания. При отсутствии места для установки ОРШ на первом этаже допускается установка ОРШ на внутренней стене здания в цокольном этаже в средней части здания. ОРШ имеют разное конструктивное исполнение: для установки и подвески внутри помещений или для установки снаружи.

В ОРШ централизованно размещаются группы сплиттеров, разветвляющие одно магистральное ОВ на 16 или 32 ОВ распределительного кабеля, реже на 64. Параметры и комплектующие ОРШ должны быть рассчитаны по емкости в соответствии с общим количеством квартир в здании и с учетом установки в нем необходимого количества сплиттеров. Пример схемы устройства

ОРШ подразделяются по следующим типам:

? ОРШ малой ёмкости (ОРШ-М) рассчитан на емкость входного волоконно-оптического кабеля до 32 ОВ. Коммутационная панель содержит 64-72 разъёма типа SC/APC;

? ОРШ средней ёмкости (ОРШ-С) рассчитан на емкость входного волоконно-оптического кабеля до 48 ОВ. Коммутационная панель содержит до 144 разъемов типа SC/APC;

? ОРШ большой ёмкости (ОРШ-Б) рассчитан на емкость входного волоконно-оптического кабеля до 96 ОВ. Коммутационная панель содержит до 292 разъемов типа SC/APC.

Вариант типового распределения волокон, разъемов и оптических разветвителей 1:2 в ОРШ малой емкости (ОРШ-М) представлен на рис. 3

Рисунок 3 ? Вариант типового распределения волокон, разъемов и оптических разветвителей 1:2 в ОРШ малой емкости

ОРШ должны быть оборудованы устройствами защитного заземления в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80). Для заземления ОРШ, устанавливаемых внутри зданий, допускается использовать шину заземления ближайшего электрического щитка.

2.6 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 сплиттерования 1:64.

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

* Проектирование магистральной составляющей сети GPON следует проводить на основе выполненных ситуационных планов.

* 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 ОАО «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, согласно схеме существующей 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

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

Заключение

По изученному материалу моё мнение -- плюсов у GPON намного больше, чем минусов. Пусть даже количество пунктов и того, и другого, перечисленных ниже -- одинаково.

Плюсы:

Оптика проводится в квартиру абонента, соответственно, получается большая пропускная способность канала и, как следствие, возможность подключения нескольких услуг с одного абонентского устройства (телевидение, телефон, Интернет);

Нет промежуточного активного оборудования на участке от АТС до абонента (в отличии от технологии ETTH, где на чердаке жилого дома или в подъезде стоят свитчи). Поэтому, если выключится электричество, хоть во всем городе, и у вас будет альтернативный источник питания для оптического терминала и компьютера (как вариант -- заряженный ноутбук или планшет), вы сможете пользоваться Интернетом без, каких-либо, проблем;

Так как никакого электрического напряжения в оптике нет, то и воздействие влаги для волокна не страшно (конечно, в пределах разумного). А для абонентов нет опасности получить удар электрическим током.

Минусы:

Волокно очень чувствительно к изгибам, поэтому не рекомендуется протягивать его по квартире и укладывать в плинтуса. Даже если волокно не сломается при большом загибе, уровень сигнала сильно ухудшится, что приведет к снижению качества работы предоставляемых услуг;

Вандализм. Не так давно прочитал в одном блоге, что вандалам нет смысла резать оптику и воровать ее. С точки зрения финансовой выгоды -- да, смысла нет, но обычные хулиганы рвут и режут волокно с превеликим удовольствием. Не знаю чем оно им так не нравится, но факт остается фактом -- вырезают целыми подъездами, при этом ничего не крадут, просто пакостят;

Домашние животные «любят» GPON. Кошки, собаки, кролики, хомяки и попугаи -- те еще вредители. Если Вы все же решили протянуть оптику по квартире, то обязательно прячьте ее в недоступные для животных места.

Библиографический список

1. ТКП 300-2011 (02140).Технический кодекс установившейся практики. Пассивные оптические сети. Правила проектирования и монтажа. - Минск : Минсвязи, 2011.

2. «Строительство сетей ШПД по технологии GPON в ОАО «Ростелеком» в 2013 г. Технические требования» [Электронный ресурс]. ? Режим доступа :https://portal.setonline.ru. Дата обращения 10.02.2015.

3. Петренко И. И. Пассивные оптические сети PON. Ч. 1. Архитектура и стандарты / И. И. Петренко, Р. Р. Убайдуллаев // Lightwave russian edition, 2004.? №1. ? С. 22-28.

4. Семенов А. Увеличение надежности систем оптической связи [Элек-

тронный ресурс] : статья / А. Семенов, З. Позяева. ? Режим доступа :

http://www.itscs.ru/press/articles/Uvelichenie_nadezhnosti_sistem_opticheskoy_svyazi1.