Содержание
Введение 5
1 Основы проектирования сетей доступа на базе технологии PON 7
1.1 Принципы построения оптических сетей доступа 8
2 Описание проектируемого района и расчет нагрузки 13
2.1 Характеристика микрорайона «Просторный». Основные показатели проектируемой сети доступа 14
2.2 Расчет нагрузки 17
3 Выбор активного оборудования сети доступа 21
3.1 Выбор оборудования OLT 21
3.2 Станционное оборудование OLT LTE-8X 23
3.3 Оборудование ONU 24
4 Выбор оптического кабеля и пассивных элементов сети 26
4.1 Требования к магистральной сети 26
4.2 Способы прокладки оптического кабеля 27
4.2.1 Прокладка оптических кабелей в кабельной канализации 27
4.2.2 Прокладка оптоволоконного кабеля воздушным способом 29
4.3 Выбор оптического кабеля для подвеса 32
4.4 Выбор внутридомового кабеля 34
4.4.1 Выбор кабеля для вертикальной проводки 35
4.4.2.Кабель для прокладки на участке от распределительной коробки, расположенной в подъезде, до ONT расположенных в квартирах подключаемых абонентов 36
4.5 Оптические разветвители для PON 37
4.6 Оптический распределительный шкаф 38
4.7 Оптическая распределительная коробка 41
5 Разработка схемы организации связи 46
5.1 Построение сети доступа 46
5.2 Расчёт бюджета оптической мощности 48
5.3 Спецификация необходимого оборудования и материалов 52
6 Безопасность жизнедеятельности 55
6.1 Перечень опасных и вредных производственных факторов 55
6.2 Требования при монтаже ВОК 55
6.3 Требования по лазерной безопасности 59
6.4 Требования к применению средств защиты 61
6.5 Электробезопасность 62
6.6 Мероприятия пожарной безопасности 65
Заключение 69
Список используемой литературы 70
Приложение А 71
Приложение Б………………………………………………………………………73
Введение
Обеспечение широкополосного доступа к инфокоммуникационным услугам является одним из основных технологических механизмов реализации стратегии развития информационного общества в нашей стране.
Сегодня каждый крупный оператор связи стремится предоставлять все основные инфокоммуникационные услуги (телефонию, доступ в Интернет и телевидение) что в мировой практике получило название Triple Play. По оценкам экспертов для предоставления услуг Triple Play (в том числе HDTV) каналы до абонентов должны иметь пропускную способность порядка 20 Мбит/с. Популярные технологии высокоскоростного доступа Ethernet и xDSL способны обеспечивать такую скорость передачи данных по медным кабелям, но лишь на малое расстояние.
В настоящее время одной из наиболее популярных технологий строительства сетей широкополосного доступа в мире является технология PON (Passive Optical Network – пассивная оптическая сеть) – технология для оптической распределительной сети доступа.
Основными вариантами PON являются технологии GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit Ethernet PON), которую также часто называют EPON. Основное отличие технологий GPON и EPON заключается в активном оборудовании. Пассивная инфраструктура этих технологий практически одинакова.
Оптические сети имеют серьезные преимущества перед сетями, построенными на основе обычного медного или коаксиального кабеля. Они обеспечивают гораздо более высокие скорости передачи данных на большие расстояния и при этом абсолютно нечувствительны к электромагнитным помехам и перекрестным наводкам.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование оптической сети доступа микрорайона "Просторный" города Новосибирска.
1 Основы проектирования сетей доступа на базе технологии PON
Сеть абонентского доступа - это совокупность технических средств между оконечными абонентскими устройствами, установленными в помещении пользователя, и тем коммутационным оборудованием, в план нумерации (или адресации) которого входят подключаемые к телекоммуникационной системе терминалы [4].
Сформулируем основные особенности современных сетей абонентского доступа:
1) сеть доступа – универсальная система в том смысле, что практически исчезает деление ее функций на основную и дополнительные;
2) традиционная конфигурация сети доступа типа “точка - точка” (point-to-point) дополняется новыми топологиями (“точка - множество точек” или “множество точек - множество точек”, известных по англоязычным терминам point-to-multipoint и multipoint-to-multipoint соответственно);
3) сети доступа иногда используются устройства распределения информации, что приводит к возможным потерям вызовов (при коммутации каналов) или сообщений (при коммутации пакетов или иной подобной технологии);
4) в сети доступа создается подсистема эксплуатационного управления, которая позволяет эффективно реагировать на отказы ее отдельных элементов и колебания трафика;
5) начинают формироваться требования к весьма существенному расширению пропускной способности сети доступа.
В настоящее время все больше набирает популярность технология построения сетей доступа на базе оптических сете. В англоязычной литературе такое название получили сети PON (Passive Optical Networks). Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT (optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры.
Обобщающим понятием технологий оптического доступа является термин FTTх – доведение оптического волокна до объекта. При этом частным случаем технологии FTTх являются сети PON.
1.1 Принципы построения оптических сетей доступа
Архитектура построения сетей оптического доступа характеризуется степенью приближения оптического сетевого терминала к пользователю. Сектор стандартизации Международного Союза Электросвязи (ITU-T) выделяет несколько характерных вариантов.
Все архитектуры FTTx (Fiber to the …) предполагают наличие участка с распределительными медными кабелями, но чем он короче, тем больше пропускная способность сети. Максимальное использование оптических технологий предполагает структура FTTH, при которой оптический сетевой терминал находится в квартире пользователя и соединяется короткими соединительными кабелями с оконечными устройствами – телефоном, компьютером, телевизором и т.д.
Выбор архитектуры зависит от множества условий, и в первую очередь – от плотности размещения абонентов. Но ориентировочно можно высказаться за применение системы FTTB для многоэтажных жилых зданий. Для частной застройки или офисов, в зависимости от платежеспособности заказчика и его потребности в высокоскоростных приложениях, больше подойдет FTTC или FTTH [2].
Выбор оптимальной топологии зависит от целого ряда факторов, связанных с конкретными условиями проектирования (плотность абонентов, их расположение, виды услуг и т.д.), а также от базовой оптической технологии.
При использовании архитектуры на базе пассивной оптической сети PON для развертывания сетей FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей с коэффициентом разветвления до 1:64 или даже 1:128.
Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока (downstream), что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP.
В пассивной оптической сети PON используются различные терминаторы оптической сети (optical network termination, ONT) или устройства оптической сети (optical network unit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента [3].
FTTx(Fiber To The x, где позиция x может быть заменена на B – Building – здание, N – Node – сетевой узел, H – House – квартира, C – Curb – микрорайона, квартала, группы домов или Cab – Cabinet – распределительный шкаф сети абонентских линий) предназначена для совместного использования с технологиями Ethernet и xDSL и позволяет более эффективно использовать пропускную способность этих технологий благодаря сокращению длины медно-кабельных линий связи. Эти технологии позволяют предоставлять индивидуальному пользователю каналы с пропускной способностью выше 1 Гбит/с, и для этого используются, как правило, медно-кабельные сети доступа.
Концепция FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существуют два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON. К преимуществам Ethernet FTTH можно отнести высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов. К недостаткам можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования.
Другая концепция носит название FTTB(Fiber To The Building – «волокно к зданию», то есть доведение ВОЛС до офисного здания). Согласно концепции FTTB, распределение сигналов по абонентам внутри здания осуществляется по витым медным парам 5 и 6 категории с использованием преимущественно технологии Ethernet.
Варианты доступа FTTH и FTTB постепенно наращивают темпы. Основная трудность в разворачивании таких сетей заключается в больших капитальных затратах на строительство линейных сооружений, тогда как DSL технологии работают с использованием существующей кабельной инфраструктуры.
Подгруппа технологий PON, пожалуй, самое быстроразвивающееся семейство наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну. Суть технологии пассивных оптических сетей, вытекающая из ее названия, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности – сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.
Из технологий подгруппы PON на сегодняшний день известны следующие виды:
APON(ATM Passive Optical Network) ITU-T G.983;
BPON(Broadband PON) ITU-T G.983;
GPON(Gigabit PON) ITU-T G.984;
EPON или GEPON(Ethernet PON) IEEE 802.3ah;
10GEPON(10Gigabit Ethernet PON) IEEE 802.3av;
40GE и 100GE IEEE 802.3ba;
В состав сети APON входят: один сетевой узел OLT(Optical Line Terminal), до 32 абонентских терминалов ONT(Optical Network Terminal) и пассивные оптические разветвители (splitter). Прямой и обратный каналы с пропускной способностью 622 Мбит/с организуются в одном оптическом волокне за счет волнового уплотнения – передача к абонентам ведется на длине волны 1550 нм, а в обратном направлении – 1310 нм. Скорость передачи и информации для индивидуального пользователя составляет 20 Мбит/с, а максимальное удаление пользователя от узла доступа - 20 км.
В технологии BPON дополнительно предусмотрены динамическое назначение полосы частот и возможность работы на дополнительных длинах волн. Технология BPON реализует большое количество широкополосных услуг, включая доступ в Интернет и трансляцию аналогового и цифрового видео.
Технология EPON обеспечивает скорость передачи до 1,25 Гбит/с и предназначена для траспортировки преимущественно Ethernet-трафика.
Коэффициент разветвления в GPON определяется рекомендацией G.984 и не может превышать 1:128. В GEPON стандарт не определяет максимальный коэффициент разветвления, на практике же используются как коэффициенты 1:32, так и 1:64.
Основные технические преимущества GPON перед GEPON – более высокая скорость в потоке downstream(в прямом направлении) и более эффективные механизмы для передачи трафика сетей с коммутацией каналов(TDM). Технология GEPON не имеет явных технических преимуществ перед GPON, но она значительно проще и понятнее с точки зрения межсетевого взаимодействия с существующими сетями оператора и абонентскими устройствами. При равном коэффициенте разветвления на абонента сети GPON приходится вдвое большая скорость передачи downstream по сравнению с абонентом сети GEPON.
Таким образом, технологии GPON и GEPON предоставляют пользователю практически одинаковый ресурс при условии, что в одном PON-дереве сети GPON вдвое больше пользователей.
|
