Материал: Проектирование пассивной оптической сети (PON) в микрорайоне г. Вологды

Несколько лет назад ОК являлся весьма дорогостоящим. Однако в наше время благодаря уменьшению стоимости на оптические составляющие этот метод стал актуален. На сегодняшний день проводить ОК для организации сети доступа, рентабельно, и при модернизации старых, и при проектировании новых сетей доступа.

В пассивной оптической сети на стороне провайдера установлены станционные оптические терминалы (OLT), а в качестве абонентских устройств, устанавливаются оптические абонентские терминалы (ONT). ONT более сложное оборудование, нежели CPE, применяемого в Ethernet решении. Помимо представления функций ШПД и поддержки сервисов, оптический терминал должен иметь ряд характеристик:

-        протокол управления доступа к PON;

-        лазеры пакетного режима (burst-mode lasers),обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени;

-        повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.) ;

-        шифрование; высокая производительность.

Эти вспомогательные функции предполанают значительно более высокую стоимость оптического терминала (ONT) для структуры PON, нежели устройства Ethernet FTTH CPE.

2.4 Надежность и резервирование PON

Большим минусом стандарта GPON с топологией простого дерева считается отсутствие резерва. Наиболее серъезной проблемой в данном случае была бы связана с повреждением(дефектом) волокна, проложеннного от оптического станционного терминала к ближайшему сплиттеру (фидерного волокна). В виду особенности топологии PON, данная цель не является такой простой, как в кольце SDH, так как полоса обратного потока в оптической сети считается общей и создается большое количество абонентских узлов.

Первый метод обеспечивает резервирование по фидерному волокну(участок ОВ, который соединят центральный узел и оптический слпиттер) и по приемопередающему оборудованию на центральном узле (рисунок 5). Для корректной работы необходим сплиттер 2хN. Центральный узел поддерживается двумя приемопередающими модулями LT-1 и LT-2.

На рисунке 6 представлен второй метод охраны системы пассивной оптической сети, представляющий полное резервирование. Система приобретает устойчивость к поломке приемопередающего оборудования станционного терминала и абонентского, так и к обрыву участка кабельной сети. Потоки информации на оптический терминал (ONT) преобразовываются одновременно обоими узлами LT-1 и LT-2 и переходят в два параллельных обратных потока. На станционном оборудовании только одна модификация двух одинаковых сигналов проходит дальше в магистраль, таким же образом проходит дублирование в прямом потоке. Если волокно повреждено и приемопередающие интерфейсы переход на резервный поток не будет занимать много времени и предостережет к потере связи. Абонентские узлы с резервирование не обязательно подключать во втором случае. Отличие в стоимости абонентских узлов с резервированием и при его отсутствии дает возможность предлагать услуги множеству абонентов. После рассмотрения двух модификаций, предлагаемых ITU-T, второй способ полностью удовлетворяет всем условиям и является наиболее заманчивым.

3. Обоснование выбора технологии для микрорайона г. Вологды

Общие сведения

Вологда - административный и культурный центр Вологодской области. Население - 325 тыс. чел на 01.01.2017

Вологда - типичный представитель средних городов России и административная часть и нового и старого города застраивается современными коттеджами и многоэтажными зданиями.

3.1 Анализ телекоммуникационного рынка г. Вологды

Доступ к услугам интернет оказывают несколько операторов связи:

ОАО «МТС» - 120000 абонентов, ООО «БазаNET» - 15000, ОАО «Ростелеком» - 180000. Не задействоваными остаются около 7000 абонентов, большинство которых проживают в пригороде или за чертой города.АО «МТС» и ООО «БазаNET» - это развивающиеся компьютерные сети, объединяющие множество районов города Вологды в новой и старой части.

Эти провайдеры предоставляют услуги как частным лицам, так и коммерческим, образовательным и общественным организация. Техническое решение сети ОАО «МТС» и ООО «БазаNET» организовано по технологии FTTH.

3.2 Организация связи сети ПАО «Ростелеком»

ПАО «Ростелеком» предоставляет услуги передачи данных по одному проводу (ТВ, Интернет, Телефония).

Сейчас мультисервисные сети работают на базе технологии Ethernet и набора протоколов TCP/IP (стека).

Транспортный уровень в г.Вологде дополнительно использует ресурсы сети SDH, с резервированием по оптическим линиям.

Транспортный уровень сделан с поддержкой технологий Gigabit Ethernet, MPLS, VPN. Резервирование каналов совершается на транспортном уровне за счёт присутствия свободных ОВ в кабеле, и резервных(дополнительных) оптических линий.

С помощью имеющейся мультисервисной сети предоставляются

услуги:

услуги передачи данных

услуги связи по передаче данных для голосовой информации;

телематические услуги связи;

услуги связи для кабельного вещания.

Оказание услуги телефонии для пользователей создаваемой сети предоставляется на основе передачи голосовой информации в сети передачи данных, в качестве голосового шлюза используется оборудование действующего узла «IP-телефонии». Поддержка оборудованием функции QOS дает расставить приоритеты голосового трафика и гарантирует высококачественную передачу голосовой информации между пользователями внутри сети и доступ на других операторов передачи голосовой информации в сети передачи данных.

Оказание видео услуг для пользователей создаваемой сети работает функционирует на базе multicast сохраненной в оборудовании. В качестве основного применяют действующее оборудование «IP-TV».

В качестве главной для пользователей считается услуга доступа к информации региональных и мировых информационных телекоммуникационных сетей, а так же можно отнести сюда и интернет. В данном случае услуга реализуется пропуском трафика к пользователю от информационных серверов и от присоединённых операторов передачи и служб хранящих информационный контент.

Создаваемая оптическая сеть GPON будет считаться уровнем доступа мультисервисной сети и даст новым пользователям доступ к упомянутым ранее услугам.

Оказание услуг осуществляется соответствующими узлами мультисервисной сети.

Микрорайон г.Вологды находится на расстоянии 2 км от АТС №55 по ул.Инженерная 2, где и будет выход на магистральную ВОЛС. В данной разработке будет рассмотрено подключение трех домов, в которых нет технической возможности для других операторов, а подключение по телефонной линии (ADSL) от сети «Ростелеком» усложняется из-за высокой нагрузки на кабельные сети и большим расстоянии до АТС№55. Это делает разработку весьма привлекательной. В данной ситуации оператор связи «ОАО Ростелеком», предоставляет пакет услуг triple play - (доступ к интернету, телефонии, IP-TV и видео по запросу), высокий уровень охвата практически гарантирован.

3.3 Описание клиентов

Определение числа абонентов представлено в таблице 2

Таблица 2 - Адресная база жилых домов в мкр г. Вологды

4. проектирование пассивной оптической сети (pon) в микрорайоне г. Вологды

.1 Существующие сооружения связи и их возможности

В самом начале монтажа оптической сети, а непосредственно линейно-кабельных сооружений следует знать расположение узла - оптического станционного терминала (OLT) - активное оборудование сети, установленное на опорных узлах и КМО (кросс магистральный оптический), для коммутации линейной оптической сети с оборудованием OLT.

Место, в котором будет размещаться станционное оптическое оборудование и оптические кроссы должно соответствовать ряду требований, соблюдающие условия пожаробезопасности, освещения, заземления, электропитания и многих других. Ниже обозначен краткий перечень, требований к помещениям, в которых размещается оборудование связи:

-   размер (площадь) помещения определяется составом и типом оборудования;

-        степень огнестойкости здания не ниже второй (допускается III степень);

-        В помещении, где будет стоять аппаратура, нельзя размещать помещения, связанные с потреблением воды;

-        несгораемое покрытие обязательно настилается на чистые полы в производственных помещениях;

-        исключить полное проникновение солнечных лучей на выпрямители и аккумуляторы;

-        стены и перегородки в помещении должны быть несгораемыми с огнестойкостью 0,75 часа;

-        пол должен быть покрыт линолеумом - антистатическим;

-        все оборудование должно быть заземлено;

-        Каждое заземляющее оборудование должно соответствовать требованиям, иметь пасторт, который включает в себя технические данные, схему устройства, а так же когда проверялось данное устройство и результат проверки.

-        Отверстия через которые протягиваются кабеля, в межэтажных или чердачных перекрытиях, должны быть замазаны раствором цемента.

-        После прокладки кабелей в проемах или трубах между помещениями, а так же этажами, нужно предусмотреть о заполнении свободного пространства несгораемым материалом для предотвращения пожара;

-        Вход и выход из АТС должны быть отдельными;

-        При входе во все производственные помещения должны быть вывешены таблички с указанием категории помещения по степени опасности поражения электрическим током, взрыво- и пожаро-безопасности и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76 и фамилии руководителей за состояние охраны труда;

-        Розетки 220В должны быть с третьим заземляющим контактом, что касается штепсельных вилок предназначенных для включения в розетки с напряжение до 42В, по своей структуре должны исключать возможность включения их в розетки с напряжением 220В;

Познакомившись с требованиями, станционный оптический терминал (OLT) и магистральный оптический кросс (КМО) принято решение разместить в помещении АТС-55, по адресу ул.Инженерная д.2. Решение обусловлено удобством обслуживания линейного оборудования, недалеким расположением к району, где будет происходить монтаж сети и в ее обслуживание, а также соответствии данного помещения с техническими и технологическими условиями, предъявляемым к помещениям, в которых размещено оборудование.

4.2 Разработка трассы прокладки оптического кабеля

При выборе прокладки оптико-волокна следует подобрать оптимальный способ. Линейные сооружения считаются дорогостоящими и наиболее сложной частью сети связи, по этой причине трассу предпочитают выбирать отталкиваясь от следующих критериев:

·    маленькое расстояние между оконечными пунктами;

·        выполнение наименьшего объёма работ при строительстве;

·        механизации строительных работ;

·        удобства эксплуатации сооружений и надёжности их работы.

Работы по строительству линейно-кабельных сооружений можно разбить на два этапа:

1.       Монтаж магистральной оптической линии, которая будет соединять абонентов с центральным узлом (OLT).

2.       Монтаж, прокладка сети внутри дома.

Поэтому на каждом этапе монтажа необходимо подобрать способ и трассу прокладки ОК.

Оптимальная технология прокладки оптико-волокна должна отвечать условиям: экономичности монтажа ВОЛС и эффективному контролю усилий, прилагаемых к волоконо-оптическому кабелю.

Важными факторами при строительстве ВОУ считаются:

·        допустимые тяговые усилия;

·        минимальный радиус изгиба;

·        длина кабеля.

Прокладка ОК в городе осуществляется несколькими способами, наиболее удобные - это прокладка оптического кабеля в телефонной кабельной канализации города или подвесить оптический кабель на опоры городского электроосвещения. При выборе прокладки кабеля, проведем сравнительный анализ двух способов. Анализ позволит нам выбрать наиболее эффективный метод прокладки кабеля, что поможет нам сэкономить время и бюджет, а так же повысить надежность оптической сети.

Рассмотрим технологию подвеса оптического или «воздушная» технология прокладки ОК.

Подвеска оптического кабеля на опорах электропередач, контактной сети железных дорог, а также на опорах электроосвещения в городских условиях обладают несколькими плюсами и минусами.

Достоинства:

-   значительное уменьшение сроков строительства;

-        снижение капитальных и эксплуатационных затрат;

-        наличие пригодных для подвески опор;

-        возможность подвески больших строительных длин оптического кабеля при незначительных тяговых усилиях;

-        применения механизированного способа подвески.

Перейдем к недостаткам данного метода:

-   ОК в точках крепления подвержен изгибам, что приводит к повреждению оптического кабеля;

-        наличие большого количества внешних факторов (дождь, гроза, снег, мороз, птицы и т.д);

-        Потребность согласования выполнения работ и аренды опор с владельцами опор (собственниками).

Сейчас разберем технологию прокладки ОК в кабельной канализации.

В соответствии с руководящим документом «Нормы технологического проектирования Городских и сельских телефонных сетей» прокладка кабеля должна предусматриваться, в имеющейся кабельной канализации местных сетей связи, и только при отсутствии технической возможности, необходимо учитывать постройку новых каналов к имеющейся кабельной канализации.

В г.Вологде вопрос аренды каналов не считается основным, так как заказчик в лице ПАО «Ростелеком» является собственником телефонной кабельной канализации.

4.3 Выбор оптического кабеля

При выборе оптического магистрального кабеля важны несколько характеристик - это соотношение цена-качество, подразумевается высокая надежность кабеля, стойкость в плохих погодных условиях, так же защита от грызунов, и прочих внешних факторов. Немало важным фактором оптико-волоконного кабеля является его пожаробезопастность особенно в здании. При строительстве магистрали в нашем проекте будет использован «бронированный» оптический кабель FO-AMW-CT, броня может быть двух видов, в виде гофрированной ленты а так же стальной проволоки. Бронированный гофрированный кабель будет оптимальным вариантом, для прокладки в канализацию, стальная броня больше подходит для прокладки в грунт.

Оптический кабель Fotech FO-AMT-CT имеет следующие характеристики:

устойчивость к статическому растягивающему усилию от 6,0 кН до 45 кН

устойчивость к раздавливанию не менее 0,5 кН\см

количество оптических волокон в кабеле от 2 до 288

кабель предназначен для работы в диапазоне температут от -60 до +70 градусов по цельсию.

Для внутридомовой разводки будет использован оптический кабель Fotech FO DST это распределительный оптический кабель для внутренней прокладки, имеет 12 стандартных одномодовых оптических волокон типа G.652.D, данный тип позволяет осуществлять передачу в расширенном диапазоне длин волн от 1360 нм до 1530 нм и обладает пониженным затуханием с внешней оболочкой из материала не распространяющего горение.