Курсовая работа: Проектирование PON

.

Рис.13. Оптический пигтейл

Оптический пигтейл (оптический монтажный шнур) предназначен для оконцовки волокна при помощи сварки, либо при помощи механического сплайса. Пигтейл оптический - кусок оптического волокна в буферной оболочке 0,9 мм оконцованного коннектором с одной стороны. Пигтейл может быть изготовлен из кабеля с любой оболочкой, но для работы внутри кросса удобнее, что бы оптический пигтейл был более тонкий, поэтому пигтейл делается из кабеля с буферной оболочкой 0,9 мм.

Пигтейл оптический изготавливается парами, то есть шнур длиной 2 м оконцованный с обеих сторон коннекторами сначала тестируется, а потом разрезается пополам. Пигтейл оптический поставляется стандартной длины 1 м.

Пигтейл оптический может быть изготовлен с любым типом конвекторов. Пигтейл оптический может быть изготовлен на любом типе волокна.

Оптические розетки.

Соединительные оптические розетки (адаптеры) предназначены для обеспечения разъёмного соединения оптических шнуров с коннекторами одного типа в коммутационно-распределительных устройствах, активном сетевом оборудовании и измерительных приборах.

Оптические розетки (адаптеры) в зависимости от конструкции коннектора бывают разных типов: SC, LC, ST, FC, ST, FC/APC, SC/APC; в зависимости от волокна: одномодовые и многомодовые.

Рис.14. Оптические розетки

3.2 Схема магистрального участка пассивной оптической сети. Выбор оптического кабеля

Ниже приведен схема прокладки магистрального кабеля

Рис.15. Схема магистрального участка

Кабель будет проходить через существую линию канализации. Трасса ВОЛС будет состоять из двух частей: магистральной сети и распределительной сети.

Для того, чтобы спроектировать трассу прохождения волоконно-оптической линии связи и выбрать нужный тип кабеля, необходимо знать условия эксплуатации, конструкцию кабеля и его технические параметры. В настоящее время имеется большое количество конструкций ВОК, ориентированных на различные условия применения (прокладка внутри зданий, в телефонной канализации, в грунте и т.д.). В зависимости от назначений и условий применения волоконно-оптические кабели имеют определенные конструкции. Можно выделить несколько основных групп конструктивных элементов: оптические волокна с защитными покрытиями, оптические модули, сердечники, силовые элементы, гидрофобные материалы, оболочки и армирование.

Основной элемент волоконно-оптических кабелей - оптическое волокно, изготовленное из высококачественного кварцевого стекла, обеспечивающее распространение световых сигналов. Для обеспечения стабильной работы оптического волокна и уменьшения опасности их разрыва под воздействием продольных и поперечных напряжений волокна защищают первичными и вторичными покрытиями. Первичное покрытие, накладываемое сплошным слоем непосредственно на оболочку оптического волокна после его вытяжки, предохраняет поверхность оптического волокна от повреждения и придает ему дополнительную механическую прочность. В качестве вторичного покрытия оптического волокна используются: трубка со свободно размещаемыми в ней ОВ с первичным защитным покрытием; сплошное полимерное покрытие; ленточный элемент, в котором размещаются ОВ с первичным защитным покрытием. В трубчатом элементе (в трубке), выполняющим роль вторичного защитного покрытия, свободно размещаемые оптические волокна с первичным защитным покрытием обычно укладываются без скрутки либо путем скрутки вокруг центрального силового элемента. Чаще всего материалом, который используется для изготовления наружной оболочки волоконно-оптических кабелей, является полиэтилен. Он обладает и отличными физическими параметрами (большая прочность, хорошая износостойкость, неподверженность ультрафиолетовому излучению, окислению и другим химическим воздействиям), и хорошими диэлектрическими свойствами.

Полиэтилен имеет неплохую сопротивляемость проникновению влаги, низким и высоким температурам, а также обладает способностью не изменять свои физические свойства под воздействием перепадов температуры окружающей среды.

В зависимости от условий эксплуатации к конструкции кабеля предъявляются различные требования. Кабель, который используется вне помещений, в первую очередь, должен иметь защиту от атмосферных воздействий; кабелю, который предназначен для прокладки в кабельных колодцах, необходима защита от грызунов и т.д. При выборе кабеля основное внимание уделяется двум аспектам:

-пожарная безопасность, если кабель прокладывается внутри помещений;

-целостность и сохранность световодов при хранении, монтаже и эксплуатации волоконно-оптического кабеля.

Характеристики оптических кабелей

Магистральный бронированный оптический кабель (ОК) для прокладки в кабельной канализации марки ДПЛ-П-48А 6(6)-2,7 кН. Поставщик данной продукции - кабельный завод «Инкаб», г.Пермь

Рис.16. Структура кабеля

Кабель ДПЛ содержит центральный силовой элемент (1) выполненный в виде стеклопластикового стержня.

Оптические волокна уложены в пластиковую оболочку (2), заполненную гидрофобным заполнителем. Кордель (3) состоит за 2,4 или 8 медных жил. Свободное пространство между оптическими модулями, корделью и стержнем заполнено гидрофобным заполнителем (4). Всю конструкцию покрывает промежуточная полиэтиленовая оболочка (5) и водоблокирующая, стальная гофрированная лента (6). Внешняя оболочка (7) из полиэтилена с маркировкой кабеля.

Кабель ДПЛ предназначены для прокладки в кабельной канализации, трубах, коллекторах, местах подверженным затоплениям или повреждению грызунами, ручным или механизированным способами. Изготавливаются с центральным силовым элементом из стального троса или стеклопрутка. Как правило данный тип кабеля используется на городских линиях связи.

Допускается прокладка в грунтах, подверженных мерзлотным деформациям при стойкости ОК к растягивающим усилиям не менее 20 кН.

Таблица 3 - Механические характеристики

4. Построение распределительной сети

Общая схема построения сети GPON в многоквартирных жилых домах представлена на рисунке. По варианту у меня три 19 этажных домов с 4 подъездами по 6 квартир, общее количество абонентов - 1368.

Рис.17. Домовая распределительная сеть

Оптический кабель из муфты поступает в домовой кросс - оптический распределительный шкаф (ОРШ) КОН-640-SC. Для обеспечения эффективного обслуживания сети, а также для снижения затрат на начальном этапе подключения абонентов целесообразно использовать единый домовой кросс. Домовой кросс обычно выполняется на базе пылевлагозащищенного антивандального шкафа, в зависимости от количества абонентов это может быть любой оптический распределительный шкаф типа КОН, он устанавливается в подвале здания или на техническом этаже. Деление оптической мощности происходит внутри домового кросса, где размещаются разветвители 1x64 и распределительные кассеты и происходит распределение последнего каскада деления оптической мощности по подъездам. Далее из кросса выходят межэтажные оптические кабели и расходятся по разным подъездам. При прокладке оптического кабеля от ОРШ в соседний подъезд допускается прокладка по чердакам/подвалам, так и по фасаду здания в защитной трубе.

Число модулей в межэтажном ОК выбирается исходя из этажности здания, а количество волокон в модуле - исходя из количества абонентов на этаже; кроме того, в расчет включается резерв волокон или модулей. Данный кабель позволяет выделить модуль с оптическими волокнами из сердечника и смонтировать абонентское волокно с абонентским пигтейлом в этажной распределительной коробке (ОРК) КОН-12 с адаптерным соединением.

Подключение осуществляется следующим образом:

на этаже подключения на проложенном по стояку кабеле с легкоизвлекаемыми волокнами делается окно 5 см;

на этаже N волокно вытягиваются из кабеля через надрез в оболочке;

устанавливается этажный распределительный шкаф, в котором расположен сплиттер;

от этажного шкафа кабель транспортируется до квартиры в защитной трубке или коробе;

в квартире абонента кабель протягивается до места расположения абонентской розетки;

оконечивается разъемом SC с полировкой АРС и подключается к абонентской розетке. Допускается использование предподготовленного пигтейла, который с использованием механического соединителя сваривается с оптическим модулем;

ONT подключается к абонентской розетке с использованием оптического патчкорда с разъемами SC/APC.

4.1 Расчет оптического бюджета

«Оптическим бюджетом» принято считать максимальное значение затухания в оптическом волокне от OLT до максимально удаленного ONT.

В данном случае оптический бюджет = Tx (выходная мощность трансивера) - (-Rx) (чувствительность ресивера).

Для оборудование OLT MA5680T и ONT HG850a расчет бюджета оптической линии будет следующим: выходная мощность OLT и ONT составляет +1,5dBm, их чувствительность - -28dBm. Соответственно оптический бюджет для потока: 1,5 - (-28) = 29,5dBm;

С учетом эксплуатационного запаса в 3 dBm, максимальное значение оптического бюджета линии не должно превышать 26,5dBm.

Затухание сигнала в оптической сети

На затухание сигнала в оптической сети влияют следующие составляющие:

потери в соединениях волокна;

потери в оптическом волокне (на километр);

потери в оптических коннекторах;

потери при использовании различных типов сплиттеров.

В таблице 4 приведены значения потерь для каждого элемента PON дерева (приведены усредненные значения):

Таблица 4 - Значения потерь для элементов PON дерева

Расчет оптического бюджета при построении PON дерева

Так как дома 1, 2, 3 имеют одинаковую конфигурацию и типовое оборудование и, при этом, различное расстояние между домом и оборудованием OLT, то рассчитав оптический бюджет для дома с максимальным расстоянием между ONT и OLT (дом 1) и получив положительный результат получим автоматически положительный результат и для остальных домов этой ветви (2, 3,).

Рис.18. Схема расчета оптического бюджета

Расчет оптического бюджета при построении PON дерева можно произвести по следующей формуле:

P = F + C + Sl + Sp,

где: P = бюджет мощности (максимальные оптические потери в ODN);

F = затухание ОВ в зависимости от протяженности (в километрах);

С = затухание сигнала в оптических коннекторах;

Sl = затухание сигнала в соединениях волокна;

Sp = затухание сигнала в сплиттерах.

Для типовой схемы организации связи, приведенной на рисунке , расчет оптического бюджета линии будет следующим:

P = F + C + Sl + Sp,

Таблица 5 - Бюджет потерь

Штрафные потери (зачастую пренебрегают, если учитывается эксплуатационный запас) - 1 дБ.

Эксплуатационный запас (сростки и вставки при проведении ремонтных работ) - 3 дБ.

Тогда оптический бюджет будет составлять 23.8363+3=26.8363 дБ, чего достаточно для организации связи. Условия соблюдены.

Основной параметр GPON - длина регенерационного (рабочего) участка: это максимальное расстояние между приёмным и передающим оборудованием, при котором предоставляется необходимое качество передачи (коэффициент ошибок, отношение сигнал/шум).

Найдём максимально допустимую длину рабочего участка применительно к данной системе передачи и выбранному типу ОК и решим, существует ли потребность в использовании регенерационных устройств.

Расчёт длины регенерационного участка, ограниченной затуханием, производится по формуле:

(1)

где Э - энергетический потенциал системы 30 дБ;

- эксплуатационный запас, 3 дБ;

Аа - дополнительные потери на вводах/выводах элементов GPON, 5 дБ;

- коэффициент затухания ОК, 0,3 дБ/км;

- затухание на стыке световод - световод, 0,3 дБ;

- строительная длина ОК, 1.212 км.

Длины участка регенерации: 41 км. Она составляет менее 100 км, следовательно, отсутствует необходимость в применении регенерационных устройств.

4.2 Расчет нагрузки

Количество абонентов равно 19*3*4*6=1368