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 и строительство участков магистральной ВОЛС осуществлять с учетом потребностей B2B (юридические лица) 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 24 ОВ. Прокладку ВОЛС осуществить по телефонной кабельной канализации ПАО «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 дБ, погрешность оценки затухания в сварных соединениях не должна превышать величины в 0,1 дБ.
На УС все волокна проектируемых оптических кабелей должны быть разварены на внешние разъемы оптических кроссовых шкафов.
Металлические покровы ВОК должны быть заземлены.
Далее производим распределение оптических волокон на заданном участке сети. Для этого необходимы следующие данные: топология сети, коэффициенты ветвления для станционного оборудования GPON (1:64).
Активное оборудование OLT устанавливается на АТС 4104, находящейся по адресу Микрорайон 15б.
Для удобства проведения расчётов составим таблицу распределения ОВ по участку сети.
Таблица 3. 1 – Распределение оптических волокон на участке.
Адрес
|
Кол-во
подъез-
дов
|
Этаж-
ность
|
Кол-во
квартир на этаже
|
Кол-во
квартир
в доме
|
Кол-во
ОВ
(раб+рез.)
|
|
7а
|
2
|
9
|
|
72
|
36(18+18)
|
7б
|
1
|
9
|
|
54
|
16(8+8)
|
ИТОГО
|
|
|
|
|
52
|
Для жилых домов с признаком «ОРШ» (количество квартир больше или равно 32) количество магистральных волокон определяется по следующему алгоритму:
Количество распределительных портов ОРШ базового дома
Крп = (Кэ*Кп) (3.1)
Количество магистральных портов сплиттеров (количество магистральных волокон, необходимых для подключения базового дома) определятся как:
Кмвжбд = Крп/Ксплорш+2(резерв) (3.2)
Ксплорш - количество сплинтеров в ОРШ зависит от числа квартир на этаже базового дома, и может принимать значение 16 или 8. В данном проекте Ксплорш = 16. Округление при делении идёт в большую сторону.
Крп13,14,15,15а = 9 * 2 = 18
Кмвжбд13,14,15,15а = Крп/Ксплорш+2(резерв) = 18 /16 + 2 = 4
Крп16,17,18,19,20,43 = 9*1 = 9
Кмвжбд 16,17,18,19,20,43 = Крп1/Ксплорш+2(резерв) = 9 /8 + 2 = 3
Общее количество оптических волокон в магистральном кабеле для подключения к сети PON вышеуказанных домов равно 7.
Выбор ёмкости кабеля для подключения каждого здания осуществляется из заданного списка номиналов (см. таблицу 3.2.) с учетом необходимого количества магистральных волокон, приходящих в ОРШ и резерва не менее 2-х волокон. Оптический кабель прокладывается в существующей кабельной канализации.
Объединение кабелей для подключения зданий осуществляется в разветвительных муфтах, с количеством ответвлений необходимых для подключения транзитных кабелей к соседним муфтам. Расположение разветвительных муфт примем в существующих смотровых устройствах. Емкость транзитных и ответвительных кабелей выбирается из списка номиналов в Таблице 3. 2.
На участке магистрального кабеля от оптического кросса на АТС до первой разветвительной муфты в кабельной канализации ёмкость магистрального оптического кабеля 24 ОВ.
Таблица 3. 2 – допустимые к применению типы магистральных ВОК
-
-
N
|
Кол-во волокон
|
1
|
8
|
2
|
12
|
3
|
24
|
4
|
48
|
На основании произведенных расчетов в приложении Б разработана схема организации связи на магистральном участке выбранного сегмента сети.
Исходя из схемы организации связи, рассчитаем количество и потребность материалов, данные приведены ниже в таблице 3.3.
Таблица 3. 3 – ведомость наличия материалов на магистральном участке
-
Наименование
|
Единицы измерения
|
Количество
|
|
Кабель ДПС-П 08У 7кН
|
км.
|
0,100
|
Кабель ДПС-П 24У 7кН
|
км.
|
0,325
|
Муфта МТОК Л
|
шт.
|
1
|
3.2 Расчёт домовой распределительной сети (ДРС).
Выбранный сегмент на данный момент состоит из двух девяти этажных домов. Разработаем два проекта распределительной сети.
Ввод в дома произведем по существующей трассе кабельной канализации. Шкаф установим в центре здания в подвальном помещении на стене. Заземление металлической брони оптического кабеля в жилых зданиях выполняется, как правило, на групповую заземляющую шину (ГЗШ) дома с помощью прокладки к ней провода типа ПВ-3 1х16. Магистральный кабель для защиты проложим до ОРШ в гофрированной трубе D = 25мм. В ОРШ устанавливается 2 сплиттера 1:16 и 1:2. Сплиттеры используем корпусные, так как они более удобны при дальнейших эксплуатационных измерениях. Разводка до подъездов распределительных кабелей осуществляется в гладкой жёсткой ПВХ трубе D = 32 мм, далее в существующих вертикальных кабельных каналах. Этажные распределительные коробки установим в существующих слаботочных нишах здания на каждом этаже. В них устанавливаем сплиттеры 1:4.
Использование негорючего материала ПВХ исключает возможность возгорания от короткого замыкания и распространения пламени по трубе и кабелю, исключает возможность поражения током при повреждении изоляции кабеля.
И остался один дом состоящий из одного подъезда, девяти этажей, 54 квартиры. Оптический шкаф в этом доме размещяем в подвальном помещениии в сервеной. В ОРШ устанавливаем один сплиттер 1×8.. Прокладку кабеля в зданииосуществляем по анологии с с другим домом. Схемы прокладки кабеля в домовой распределительной сети изображены в приложении В.
На основании принятых решений и характеристик домов произведем расчет необходимого количества кабельной продукции и материалов. Расчеты приведем в таблице 3.4.
Таблица 3.4 Ведомость наличия материалов на распределительном участке
Адрес
|
Кол-во квартир
|
Кол-во подъездов
|
Кол-во этажей
|
ШКОН-КПВ 64 шт.
|
Сплиттер планарный PLC
|
КРО-1, шт.
|
КабельОК- НРСнг(А) , м
|
ПВХ труба, м
|
Гофрированная труба, м
|
Сплиттер планарный PLC
|
1×16
|
1×4
|
1х2
|
1х8
|
7а
|
72
|
2
|
9
|
1
|
1
|
18
|
18
|
140
|
80
|
50
|
2
|
0
|
7б
|
54
|
1
|
9
|
1
|
0
|
0
|
8
|
60
|
30
|
10
|
0
|
9
|
Итого
|
126
|
|
|
2
|
1
|
18
|
26
|
200
|
110
|
6
|
2
|
9
|
3.3 Расчет бюджета оптической мощности
Бюджет запаса мощности предоставляет удобный метод анализа и количественной оценки потерь в волоконно-оптической линии. Бюджет мощности линии представляет собой сумму усилений и потерь на пути передачи сигнала от трансмиттера (через кабель и разъемы) к оптическому приемнику, включая запас мощности. Разность между передаваемой оптической мощностью и потерями в разъемах и соединителях должна находиться в границах между переданной мощностью и порогом чувствительности приемника. Чрезмерно большая оптическая мощность может указывать на насыщение оптического приемника, а слишком маленькая говорит о том, что приемник близок к своему порогу чувствительности. Это обычно сказывается на увеличении доли ошибок BER или выражается в нарушении работы кабеля и оконечного оборудования.
Результаты данного анализа позволят проверить наличие у волоконно-оптической линии достаточной мощности для преодоления потерь и корректного функционирования. Если анализ показывает обратное, то кабельную систему придется проектировать заново, чтобы она обеспечивала пересылку данных из конца в конец. Скорее всего, решение этой задачи может потребовать увеличения оптической мощности передатчика, повышения оптической чувствительности приемника, уменьшения потерь в волоконно-оптическом кабеле или разъемах либо применения всех перечисленных мер.
Составление бюджета запаса мощности - одна из наиболее важных задач при планировании инсталляции волоконно-оптической системы. При этом необходимо учитывать следующие факторы:
- срок эксплуатации оптического трансмиттера (мощность трансмиттеров, как правило, падает с течением времени);
- любое увеличение физической нагрузки на кабели (при этом потери в кабеле возрастают)
- микроизгибы кабеля;
- износ соединителей при их подключении и замене (это вызывает нарушение центровки и увеличение потерь при прохождении сигнала через
разъем);
- загрязнение оптических соединителей (пыль или грязь могут не пропустить сигнал через соединитель).
Запас мощности должен допускать некоторые вариации в рабочих характеристиках системы, не сказываясь на значении BER. Типичный запас мощности находится в границах от 3 до 6 дБ. Между тем никаких жестких правил относительно величины запаса мощности не существует. Необходимый запас зависит от типа волоконно-оптического кабеля, соединителей и применяемых оптических разветвителей. Если сделать запас мощности нулевым, то волоконно-оптическая линия должна иметь в точности ту оптическую мощность, которая необходима для преодоления потерь в кабеле и соединителях (при этом малейшее дополнительное ослабление сигнала чревато ухудшением характеристик передачи). Такого "нулевого варианта" следует по возможности избегать.
Таблица 3. 5- технические характеристики OLT LTP-8X
Мощность передатчика
|
от +3 до +7 дБ
|
Чувствительность приемника
|
от -32 до -2 дБ
|
Бюджет оптической мощности
upstream/downstream
|
30,5 дБ/30 дБ
|
Таблица 3. 6 - технические характеристики ONT NTU-RG-1402G-W
Мощность передатчика
|
от +0,5 до +5 дБ
|
Чувствительность приемника
|
от -26 до -6 дБ
|
Бюджет оптической мощности
upstream/downstream
|
30,5 дБ/30 дБ
|
Для каждой оптической линии представим все потери (между OLT и ONU) в виде суммы затуханий А∑OLT-ONUx, дБ, всех компонентов для потока downstream к абонентским терминалам. Передача к абоненту ведется на длине волны 1490нм. Мощность зависит от общей длины магистрального кабеля до микрорайона, наличия разветвителей и соединений (сварных и разъемных):
 (3.3)
Где X – номер дома, в котором располагается ONU;
li – длина i-участка, км;
n – количество участков;
α – коэффициент затухания оптического кабеля, 0,24дБ/км(1490нм);
Nр – количество разъемных соединений;
Aр – средние потери в разъемном соединении, дБ;
Nс – количество сварных соединений;
Aс – средние потери в сварном соединении, дБ;
Aразi – потери в i-оптическом разветвителе, дБ.
На станционной стороне примем наличие одного сварного и одного разъемного соединения. В муфтах сварные соединения. От входящего в дом магистрального кабеля до абонента имеются 2-3 разъёмных соединения: волокно магистрального кабеля соединяется с волокном сплиттера на линейном модуле ОРШ; сплиттер соединяется с распределительным кабелем на абонентском модуле ОРШ. Если на этаже подключаем одного абонента, волокно идёт напрямую к ONT, если больше одного через разветвитель 1:4, между этажным кабелем и сплиттером третье разъёмное соединение. Потери на разъемных соединениях примем Aр = 0,2 дБ, потери на сварных Aс = 0,05 дБ.
Затухание, вносимое разветвителями 1х16 и 1х4 с равномерным коэффициентом деления, возьмём из таблицы.
Возьмём худший вариант (кат. Б).
Таблица 3.7 - общие характеристики одномодовых разветвителей.
Конфигурация портов
|
Макc избыточные потери, дБ
|
Макc вносимые потери между входным и любым из выходных портов, дБ
|
Макc неравномерность распределения мощности выходных портов, дБ
|
Размеры корпуса, мм
|
|
Кат. А
|
Кат. Б
|
Кат. А
|
Кат. Б
|
Кат. А
|
Кат. Б
|
|
1x2, 2х2
1x3, 2х3
1x4, 2х4
1x5, 2х5
1x6, 2х6
1x7, 2х7
1x8, 2х8
1x9, 2х9
1x10, 2х10
1x12, 2х12
1x14, 2х14
1x16, 2х16
|
0,2
0,4
0,5
0,6
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
|
0,3
0,7
0,9
1,0
1,0
1,1
1,2
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
|
3,4
5,6
7,0
8,3
9,2
10,2
10,5
11,2
12,0
12,6
13,3
14,0
|
3,6
6,3
7,6
9,2
10,3
11,1
11,7
12,9
13,2
13,4
14,5
15,2
|
0,2
0,6
0,7
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
|
0,3
0,8
1,2
1,5
1,9
2,1
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,5
|
75х11х6
100х80х7
100х80х7
100х80х7
100х80х7
100х80х7
115х100х7
115х100х7
115х100х7
115х100х7
115х100х7
115х100х7
|
Конкретные значения вносимых потерь для каждого разветвителя даются производителем.
Потери в абонентском распределительном кабеле (поэтажная разводка) не будем принимать во внимание ввиду их малости.
Теперь можно рассчитать потери каждой оптической линии
А∑OLT-ONUОРШ1=(0,325+0,03)*0,24+4*0,2+4*0,05+15,2+7,6=23,88дБ
А∑OLT-ONUОРШ2=(0,325+0,100)*0,24+4*0,2+4*0,05+11,7+11,7=24,50дБ
В дополнение рассчитанным затуханиям линий следует добавить эксплуатационный запас по затуханию, который необходим на случай повреждений в линейном тракте, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно он составляет 3 дБ. Далее проверим, не превышает ли бюджета потерь, включая запас, динамический диапазон системы (учитывая, что для системы GPON от Элтекс динамический диапазон составляет 32 дБ). Рассчитаем затухание линий к каждому абоненту с учетом эксплуатационного запаса 3 дБ, A∑OLT-ONUx+3, дБ:
 +3, (3.4)
А∑OLT-ONUОРШ1=23,88+3=26,88дБ
А∑OLT-ONUОРШ2=24,50+3=28,50дБ
Как видим, рассчитанные потери на линиях не превышают бюджета потерь 30 дБ.
По данным расчета, минимальное затухание восходящего потока от абонентов в доме по адресу 5 Привокзальный микрорайон, 7а (ОРШ1). Следовательно, мощность сигнала upstream (от ONT к OLT) от данных абонентов будет максимальной. Минимальная мощность передатчика ONT равна +0,5дБ, а порог перегрузки приемника OLT составляет - 2дБ. Следовательно, затухание линии между ONT и OLT должно быть не менее 2,5дБ. На сети, минимальное затухание восходящего потока от абонентов (ОРШ1), находится по формуле:
А∑ONT8-OLT=(li+…+ln)α+Nр*Ар+Nc*Ас+Аразв, (3.5)
где li – длина i-участка, км;
n – количество участков;
α – коэффициент затухания оптического кабеля, 0,4дБ/км(1310нм);
Nр – количество разъемных соединений;
Aр – средние потери в разъемном соединении, дБ;
Nс – количество сварных соединений;
Aс – средние потери в сварном соединении, дБ;
Aразв – избыточные потери в разветвителе, дБ.
А∑ONTОРШ1-OLT=(0,325+0,03)*0,4+4*0,2+4*0,05+1,8+0,9=3,84 дБ
Следовательно, перегрузки приемника OLT не будет, так как в линии потери не менее 3,84дБ, то есть не меньше минимальной затухания линии между ONT и OLT .
3.4 Измерения пассивных оптических сетей (PON)
Построение современной качественной оптической сети невозможно без высокого качества ее тестирования. Оно позволяет подтвердить основные параметры, обеспечивающие качество передачи информации, а при необходимости – помочь инсталлятору определить характер и место повреждения. В пассивных оптических сетях измерения связаны с достаточно большими затратами времени и средств. Поэтому измерительные приборы должны быть тщательно подобраны с учетом особенностей именно таких сетей, а этапы и методы измерений должны соответствовать международным стандартам для PON.
На различных этапах построения и использования PON могут проводиться следующие измерения:
входной контроль;
строительно-монтажные;
приемо-сдаточные;
эксплуатационные.
Входной контроль параметров компонентов сети проводится перед началом строительства. Его задача – проверить соответствие параметров кабеля, шнуров, разветвителей и других устройств заявленным значениям. При строительстве небольших абонентских сетей это не всегда целесообразно, так как полноценный входной контроль всех составляющих PON потребует большого количества времени и достаточно дорогостоящего оборудования. Проще провести выборочный контроль (например, коэффициента затухания нескольких строительных длин кабеля) и довериться гарантийным обязательствам поставщика.
Строительно-монтажные измерения в PON
В процессе строительно-монтажных работ могут понадобиться измерения, связанные с контролем качества компонентов и качества самой инсталляции PON. К ним относятся измерения погонного затухания строительных длин оптического кабеля, потерь в сварных соединениях, затуханий и потерь на отражение пассивных компонентов (разъемов, разветвителей).
Для этой цели подходит оптический рефлектометр, который подключается с одного конца линии и позволяет и позволяет получить распределение отражённой мощности по её длине. В результате измерений формируется графическая зависимость (рефлектограмма), которая характерезует распределение мощности оптического сигнала по длине линии. По наклону характеристики на линейных участках можно определить величину коэффициента затухания оптического кабеля(в дБ/км), а для локальных неоднородностей (сварные и разъёмные соединения, изгибы волокон и др.) можно определить вносимые потери и потери на отражение.
Рисунок 3.1- типовая рефлектограмма участка сети PON
В идеальном случае, в процессе строительно-монтажных работ необходимо проводить тестирование PON после прокладки каждого сегмента:
После прокладки каждой секции оптического кабеля необходимо провести рефлектометрический анализ и измерения между оконечными точками.
После установки разветвителя провести измерения основного рабочего волокна между патч-панелью центрального устройства (OLT) и выходными портами разветвителя.
После установки оконечных терминалов – измерения между портом каждого терминала и патч-панелью волоконно-распределительного узла. Этот тест также может быть выполнен между портом оконечного терминала и патч-панелью OLT. В таком случае будет протестирована вся линия.
По окончании строительно-монтажных работ на отдельных сегментах сети, целесообразно сделать на них рефлектометрические измерения (по возможности на двух длинах волн) и сохранить опорные рефлектограммы. Это позволит в дальнейшем оперативно определить место повреждения путем сравнения и наложения друг на друга опорной и аварийной рефлектограмм (многие модели рефлектометров имеют такую функцию).
Приемо-сдаточные измерения в PON
Приемо-сдаточные измерения производятся после окончания строительно-монтажных работ для подтверждения заданных параметров сети, обеспечивающих качество передачи информации.
Для приемо-сдаточных испытаний на PON принципиальными являются только измерения, связанные с затуханием и распределением мощности в сети. Поэтому важно провести следующие виды измерений:
измерение оптической мощности на выходе передающих устройств;
измерение затухания в оптическом линейном тракте.
Желательно, чтобы все необходимые измерения производились на работающей сети PON без отключения абонентов.
Измерение оптической мощности передатчиков производится в кроссе после мультиплексора WDM на длине волны 1490 нм и на 1550 нм. Мощность нужно измерять прибором, имеющим встроенные фильтры для раздельного измерения каждой длины волны, так как обычный измеритель мощности покажет некую суммарную величину, не характеризующую разные передатчики. При несоответствии полученных значений проектным данным следует провести измерения непосредственно на выходе обоих передатчиков, а также на выходе оптического усилителя. Также целесообразно произвести измерение мощности на входе оптических приемников линейного и сетевого терминалов.
Рисунок 3.2 -измерение оптической мощности на выходе передающих устройств
При передаче в PON широковещательного ТВ сигнала на длине волны 1550 нм используются передатчики с достаточно большой выходной мощностью (+8…+18 дБ). Для измерений высоких уровней передачи следует выбирать специально предназначенные для этого модификации оптических измерителей мощности.
Провести измерение мощности излучателя ONU даже через оптический разветвитель не представляется возможным. Дело в том, что при временном разделении каналов в обратном потоке каждому ONU предоставляется только короткий временной интервал для передачи сигналов к OLT, в течение которого и должна быть измерена оптическая мощность. Обычные измерители мощности показывают среднее интегрированное значение мощности за определенный временной интервал. Поэтому на выходе работающего ONU будет показано значение на 20 – 30 дБ ниже реального значения. Для измерения мощности излучателя ONU могут использоваться измерители на пиковых детекторах, для которых не будет иметь значение длительность передаваемых посылок, хотя такие приборы будут более чувствительны к шуму в канале и, соответственно, будут иметь несколько более высокую погрешность измерений. Более дорогостоящие приборы производят измерения средней мощности во время фаз активной передачи.
Каждый абонентский терминал ONU подключается к сети посредством одного волокна. Причем излучатель ONU работает только при получении служебных сигналов от станционного терминала OLT. Следовательно, невозможно измерить мощность излучателя ONU, подключив к нему непосредственно измеритель мощности. Возможно только подключение измерителя мощности, работающего «на проход», так как только в этом случае до ONU доходит с OLT сигнал, разрешающий передачу. Для измерений оптической мощности «на проход» потребуется измеритель, имеющий возможность выведения части излучения (например, на изгибе) и его детектирования на калиброванных длинах волн. Здесь снова понадобится адаптированный тестер для PON-сетей со встроенным разветвителем, производящий измерение сигналов как при оконечном подключении его к линии, так и «на проход» (рисунок 3.3) в режиме реального времени с внесением небольшого затухания (до 1,5…2 дБ) в оптический линейный тракт.
Рисунок 3.3-измерение оптической мощности ONU на участках сети
Обязательно необходимо провести измерения общего затухания в линейном тракте для всех ветвей пассивной оптической сети. А при получении значения потерь выше расчетного следует провести измерения величины потерь сигнала в отдельных характерных точках сети. Измерение затухания оптической сети или ее сегмента обычно производится методом вносимых потерь (IEC 61280-4-2, Method 1) с помощью калиброванного источника излучения и оптического измерителя мощности или оптического тестера, совмещающего оба таких устройства в одном корпусе. При отсутствии калиброванного источника излучения в виде отдельного прибора, в крайнем случае, для измерения затухания в различных точках линейного тракта можно использовать передатчик OLT (на 1490 нм) или оптический передатчик ТВ-сигнала (на 1550 нм). Считая их излучение практически непрерывным, нужно сначала измерить мощность на выходе передатчика, а затем – в заданной точке линейного тракта. Разность уровней (в дБ) и покажет затухание измеряемого участка сети.
Рисунок 3.4- Измерение затухания линейного оптического тракта
Эксплуатационные измерения в PON
Эксплуатационные измерения в оптических сетях связи делятся на плановые и аварийные. Плановые измерения проводятся периодически с целью контроля основных параметров сети и прогнозирования возможного ухудшения качества передачи.
Однако при реальной эксплуатации PON настоятельная потребность в измерениях возникает лишь в случае аварийной (или предаварийной) ситуации. В этом случае основная задача эксплуатационных измерений – быстро обнаружить причину ухудшения параметров сигнала или повреждения. Зная характер повреждения обычно можно спрогнозировать ее причину, но не всегда. Например, уменьшение уровня сигнала на приеме может быть связано как с деградацией лазера оптического передатчика, так и с проблемами в линейном тракте: изгиб кабеля или патч-корда с недопустимо малым радиусом, избыточное натяжение волокон в воздушном кабеле и т.п.
Поэтому для начала нужно воспользоваться возможностями системы диагностики OLT и оптического передатчика КТВ. Оба устройства позволяют проконтролировать выходной уровень лазерного источника, его ток накачки, температуру и др. параметры. А система управления OLT также способна идентифицировать каждый абонентский терминал ONU и контролировать его работоспособность в сети. Выявив количество и местонахождение неработающих ONU, сразу можно локализовать поврежденный сегмент сети. Однако нельзя забывать, что отключенный от сети питания терминал будет так же восприниматься системой управления OLT неработающим, как и ONU, неработающие из-за обрыва в сети.
Для поиска неисправности в линии, при отсутствии рефлектометра, можно просто провести измерения уровня мощности в отдельных точках сети измерителем мощности, используя источник излучения или передатчик OLT. Но такой метод не пригоден для сетей, в которых применяются безкорпусные оптические разветвители, а таких случаев – большинство, т.к. применение корпусных разветвителей с разъемными соединителями вносит в тракт достаточно большие потери. Наиболее точно установить место неисправности в линии можно только с помощью оптического рефлектометра (OTDR).
Подключение рефлектометра со стороны станции целесообразно для сети с простой топологией, иначе рефлектограмма будет сильно усложненной из-за обилия информации о затуханиях и отражениях на самых разных участках сети и идентифицировать которую будет крайне сложно. К тому же, такое подключение возможно только при отключении всех абонентов от оборудования OLT. Если поврежденный участок находится не далеко от одного или нескольких ONU, то есть смысл провести сканирование линии от абонентских терминалов к станции. Эксперименты показали, что рефлектометр достаточно успешно определяет характер повреждения и его место, если между OTDR и неоднородностью не более одного-двух разветвителей. Очень удобно подключиться рефлектометром непосредственно к участку, на котором с помощью OLT идентифицировано повреждение. Но такое подключение возможно только в распределительных устройствах (шкафах, боксах), где есть разъемные подключения.
В недействующей сети поиск мест повреждения рефлектометром лучше проводить на длине волны 1550 нм (на ней лучше видны критические изгибы) или 1310 нм. А коэффициент затухания волокон лучше определять на обеих этих длинах волн. Рефлектометрические измерения в работающей сети PON на длинах волн 1310 нм и 1550 нм крайне проблематичны. Во-первых, мощные импульсы излучателя OTDR, попадая на фотоприемники ONU или OLT совместно с информационными сигналами, приведут к резкому увеличению битовых ошибок. С другой стороны, сигналы передатчиков 1310 нм и 1550 нм, попадая на фотодетектор рефлектометра, будут иметь достаточно большую амплитуду по сравнению со слабыми отраженными импульсами OTDR, что приведет к искажению рефлектограммы. Наиболее реальный выход – проводить измерения только в поврежденной ветви сети: от последнего разветвителя до ONU, куда определенно не поступает сигнал или от ONU до повреждения: если это обрыв волокна – сигнал дальше в сеть не пойдет. Возможно применение в рефлектометре источника излучения на 1650 нм, специально для тестирования PON без перерыва связи. При этом стоимость прибора существенно возрастет. Кроме того, не исключено, что гармоники мощного сигнала рефлектометра частично продетектируются приемником ONU в диапазоне 1550 нм и несколько ухудшат качество принимаемого ТВ-сигнала.
При измерении рефлектометром коротких участков кабеля (несколько десятков метров) следует перед первым коннектором измеряемого участка, включить компенсационную катушку волокна (не менее 100-200 м) для устранения возможной перегрузки фотоприемника и минимизации погрешности измерения из-за наличия “мертвой зоны” прибора. Если измерению подлежит отрезок кабеля, противоположный конец которого не подключен к оборудованию, возникает сильное отражение светового импульса от границы раздела сред стекло/воздух. Для корректных измерений нужно избежать отражений от дальнего торца. Сделать это можно несколькими способами:
– поместить конец волокна в иммерсионную жидкость (с показателем преломления примерно равным стеклу), аналог – глицерин;
– сделать на дальнем конце волокна несколько витков с малым радиусом изгиба (5-10 мм) и зафиксировать их на время измерения;
– подсоединить с помощью сварки к дальнему концу волокна пигтейл с разъемом типа АРС (с угловой полировкой торца).
Очень часто причиной аварии на PON является повреждение оптических шнуров (особенно патч-кордов). Это происходит вследствие небрежного обращения обслуживающего персонала или пользователей со шнурами, подключенными в оптических кроссах, распределительных устройствах или абонентских терминалах. В результате изгибов с малым радиусом, ударов, рывков, сжатия и т.п. могут образовываться трещины или обрывы волокна, как в самом шнуре, так и на его конце, прилегающем к корпусу коннектора. Иногда проблемы связаны просто с низким качеством шнура, который не выдерживает нескольких операций перекоммутации.
Обнаружить проблему можно с помощью источника видимого лазерного излучения. Такой источник имеет лазер на длину волны 650 нм (красного света) и универсальный разъем для подключения к коннекторам типа FC, LC, SC и ST с диаметром сердцевины 2,5 мм. При подключении источника к шнуру место повреждения будет ярко светиться и легко обнаруживается визуально, причем выходящее излучение будет хорошо видно даже сквозь оболочку шнура.
Набор измерительного оборудования для обеспечения необходимых измерений на сетях PON должен состоять из:
- измерителя оптических возвратных потерь (ORL)
- измерителя оптических потерь (OLTS)
- визуального дефектоскопа (VFL)
- детектора активного волокна (LFD)
- оптического рефлектометра (OTDR)
- измерителя мощности для PON
4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
В данном проекте в качестве станционного терминала OLT мы используем оборудование LTP-8X компании «Элтекс» (Россия).
Количество оптических портов активного оборудования соответствует количеству абонентских портов. Общее количество квартир в рассматриваемых домах 126. Разделим на 64 абонентских терминала, подключаемых к одному порту. Получили 1,96 портов. Так как один терминал имеет 8 портов, проектируем установку одного терминала LTP-8X, с учетом построением в ближайщее будущее ещё 3 домов в данном микрорайоне. При установки одного терминала LTP-8X мы сможем охватить 100% квартир рассматриевоемого сегмента.
Для возможности пропуска абонентского трафика, агрегируемого на проектируемом оборудовании узла оптического доступа СПД в направлении существующих служб сети ПД ПАО «Ростелеком», включая телеметрические службы, проектом предусматривается присоединение проектируемого оборудования к существующей сети ПД ПАО «Ростелеком».
Для включения проектируемого оборудования LTP-8X в существующее оборудование Cisco 6505 на узле доступа АТС ПСЭ-4 задействовано свободное волокно в существующем оптическом кабеле, предусмотрена прокладка симплексных оптических патчкордов типа SC/UPC – FC/UPC между оборудованием и существующим оптическим кроссом по существующим желобам и установка модуля оптического трансивера SEP 1,25GE 20 км, 1 волокно, комплект TX/RX.
Проектируемое оборудование кросса оптического стоечного типа
ШКОС-Л-1U/2-24-SC/APC, производитель ЗАО «Связьстройдеталь» (Россия) предусматривает подключение к портам LTP-8X патч-кордами с коннекторами типа SC/APC – SC/UPC, производства ЗАО «Связьстройдеталь».
Всё проектируемое оборудование устанавливается в существующую стойку 19´´ в помещении АТС. Для удобства прокладки кабеля в шкафу установим 1 кабельный органайзер.
Прокладка проектируемых кабелей в помещении АТС предполагается по существующим металлоконструкциям.
Защитное заземление проектируемого оборудования предусматривается выполнить от существующих шин защитного заземления.
Проектируемое оборудование устанавливается в помещении АТС ПСЭ-4/4. Данное помещение соответствует требованиям действующих норм технологического проектирования. На объекте используется существующая инженерная инфраструктура , а также существующие системы охранной и пожарной сигнализации.
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
В данном бакалаврском проекте разработан проект сети широкополосного доступа (GPON) для 5 Привокзального микрорайона г. Ачинск при существующей сети DWDM. Для технико-экономического обоснования проекта необходимо рассчитать капитальные затраты на приобретение оборудования, производство строительных и монтажных работ, а также затраты на эксплуатацию.
5.1 Расчет капитальных затрат на реализацию проекта
Капитальные затраты на оборудование, определяются по смете.
В предыдущей главе было описано необходимое оборудование. Стоимость станционного оборудования GPON приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Затраты на станционное и абонентское оборудование.
№
|
Назначение
|
Кол-во
|
Ед. изм.
|
Цена, руб.
|
Сумма, руб.
|
|
Оборудование PON
|
|
|
|
|
1
|
OLT LTP-8x, 8 портов GPON,
4 combo-port 10/100/1000, 2 порта 10G Base-R(SFP+)встроенный коммутатор L2+, RSSI
|
1
|
шт.
|
173118
|
173118
|
2
|
SFP xPON 2,5 GE модуль
20 км, 1 волокно
|
2
|
шт.
|
7557
|
15114
|
3
|
ONT NTP-2, 1 порт PON (SC), 2 порта LAN 10/100/1000 Base-T
|
26
|
шт.
|
4062
|
105612
|
4
|
ONT NTP-RG-1402G-W, 1 порт PON(SC), 4 порта Lan 10/100/1000 Base-T,2xUSB, 2xFXS, Wi-Fi (802.11n, 300 Мбит\с, 2.4 GHz
|
100
|
шт.
|
6518
|
651800
|
5
|
Кросс оптический стоечный, укомплектованный ЗАО «Связьстройдеталь» (Россия) ШКОС-Л -1/2U-24SC/APC
|
1
|
шт
|
2221,29
|
2221,29
|
6
|
Патч-корд SC/APC – SC/UPC , 1м
|
2
|
шт
|
146
|
292
|
|
