Файл: 2. Исследование основных аспектов практического применения технологии pon и ее перспективы 17.docx

2.2. Анализ проекта участка сети доступа по технологии PON

Основными предпосылками для реализации проекта развития сети доступа по технологии FTTH, явилась потребность в повышении конкурентоспособности, удержание существующей клиентской базы и ее расширение. Предоставление абонентам услуги цифрового телевидения IPTV, быстрое получение больших объемов информации из сети Интернет.

С целью выбора конкретного производителя оборудования для построения сети выполним сравнение наиболее широко представленных на телекоммуникационном рынке линеек оборудования – QTECH (Россия, Москва) и Eltex (Россия, Новосибирск).

Сравнение линеек по ключевым характеристика приведена в таблице 2.3. На основании таблицы 2.3. делаем выбор оборудования Eltex как более производительное, а также имеющее более дешёвый ONU.

Таблица 2.3. – Сравнение линеек PON-оборудования QTECH и Eltex

Характеристика	QTECH (OLT – QSW-9000-01, ONT – QONT-9-4F-2V-1W)	Eltex (OLT – LTE-8X, ONT – NTP-RG-1402GC-W)
Коэффициент деления на порт	1:128	1:128
Максимальное количество абонентов на один OLT	1024	1024
Количество и тип портов передачи данных	8xGE	8xGE
Производительность OLT, Гбит/с	102	120
Стоимость OLT	172 000	173 188
Стоимость ONU	5 500	4 534

Оборудование GEPON предназначено для передачи сигнала Ethernet по пассивной оптической сети PON. Технология GEPON Turbo обеспечивает полосу пропускания 2,5 Гбит/с на группу из 128 абонентов по одному магистральному волокну в радиусе до 20 км от АТС с применением пассивных оптических разветвителей. Основным преимуществом GEPON Turbo является использование одного станционного терминала OLT для нескольких абонентских устройств ONT. OLT является конвертером интерфейсов Gigabit Ethernet и GEPON Turbo, служащим для связи сети PON с сетями передачи данных более высокого уровня.

---

Станционное оборудование OLT LTE-8X предназначено для организации широкополосного доступа по пассивным оптическим сетям (PON).Выход в транспортную сеть оператора реализуется посредством 10 Gigabit и комбинированных Gigabit uplink интерфейсов. Интерфейсы GEPON служат для подключения оптической распределительной сети (PON). К каждому интерфейсу можно подключить до 128 абонентских оптических терминалов по одному волокну.

В качестве оконечных устройств используются абонентские терминалы Eltex NTP-RG-1402GC-W.

NTP-RG-1402GC-W – высокопроизводительные многофункциональные абонентские терминалы, предназначенные для доступа к современным услугам телефонии и высокоскоростному интернету. Кроме того, абонентские терминалы серии RG предоставляют пользователям услуг широкие возможности для работы в локальной сети.

Основные характеристики NTP-RG-1402GC-W:

− 1 порт GEPON;

− 4 порта 1G (роутер);

− Wi-Fi 802.11n, до 300Мбит/с (2,4 ГГц);

− порта FXS;

− порт USB;

− встроенный Triplexer для предоставления услуги CaTV.

На транспортных (межстанционных) сетях, где передаются потоки информации между узлами связи, важна большая широкополосность и надежность кабельной сети. А на сетях доступа, связанных с предоставлением информации, важна экономичность, гибкость, малые габариты и вес, защита от случайных повреждений, простота инсталляции и другие факторы.

Наиболее распространенными на сетях FTTx являются стандартные одномодовые волокна типа G.652, которые применяются в ОК для пассивных оптических сетей, оптических сетей Ethernet, сетей кабельного телевидения, локальных сетей (чисто оптических или только с оптическими магистралями).

Проектируемая емкость строительства – 920 порта. Исходные данные для расчёта (средние параметры тарифных планов «Ростелеком», а также показатели абонентских нагрузок на начало 2017-го года):

− средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного массового абонента – 30 Мбит/с (нисходящий);

− трафик от массового абонента (восходящий) – 2 Мбит/с.

Услуги телевещания (IP TV):

− количество ТВ-каналов NIPTV – 40;

− количество каналов IPTV HD NIPTV_HD – 30;

− трафик одного канала IPTV (кодек MPEG-2) – 4 Мбит/с;

− трафик одного канала IPTV HD (кодек MPEG-4 HD) – 8 Мбит/с.

Для обеспечения параметров качества обслуживания (QoS), предъявляются следующие требования:

− резерв пропускной способности узла должен составлять не менее 50%;

---

− резерв пропускной способности канала должен составлять не менее 50%.

Трафик услуг передачи данных:

Ti = Nаб *П * Д (1)

где П – полоса пропускания, необходимая для предоставления i-ой услуги одному клиенту;

Д – доля одновременных подключений абонентов.

Трафик передачи данных («нисходящий») по формуле (1):

Tпднис = 920 * 30 * 0,3 = 8280 Мбит/с.

Так, исходя из расчета по формуле (1) нисходящий трафик передачи данных составляет 8280 Мбит/с.

Трафик передачи данных («восходящий»):

Tпдвосх = 920 * 2 * 0,3 = 552 Мбит/с.

Исходя из расчета по формуле (1) восходящий трафик передачи данных составляет 552 Мбит/с.
Трафик услуг телевещания (IP-TV):

Т_IPTV = N_IPTV * 4 + N_{IPTV_HD} *12 (2)

Применяя формулу (2) получим следующий результат:

Т_IPTV = 40 * 4 + 30 * 8 = 400 Мбит/с

Таким образом:

Тнисх= 8280 + 400 = 8680 Мбит/с

Твосх= 552 Мбит/с
Суммарный трафик узла Tуз с учетом перечня предоставляемых услуг определяется следующим образом:

Туз= Тнисх + Твосх (3)

Расчет по формуле (3) показывает:

Туз= 8680 + 522 = 9202 Мбит/с.
Минимальная пропускная способность магистрального узла Tmax.уз, с учетом обеспечения необходимого резерва на развитие сети в 50%:

Тmax.уз= Туз × (1+0,5) (4)
Величина минимальной пропускной способности магистрального узла, рассчитанная по формуле (4) составляет:

Тmax.уз=9202×1,5 = 13803 Мбит/с.
Суммарная величина трафика в узле составляет 13803 Мбит/с, что при строительстве сети доступа на основе оборудования PON для включения в мультисервисную сеть не превышает возможностей трёх интерфейсов 10GBaseX (двух основных и одного резервного).

Далее рассмотрим логическую структуру сети проектируемого участка (см. рисунок 2.2.).



Рисунок 2.2. - Логическая структура сети
При организации доступа к услугам Triple Play на участках между абонентским оборудованием (ONT) и терминирующим оборудованием организуются три сервисных VLAN (реализуется сервисная модель доступа S-VLAN – Service VLAN), в рамках которых передается трафик услуг Интернет, VoIP и один VLAN для передачи трафика IPTV и VoD.

Далее произведем расчет числа оптических волокон на распределительном участке сети (на территории микрорайона). Для этого необходимы следующие данные: топология сети, количество абонентов, коэффициенты ветвления для станционного оборудования.

---

Разработанная топология представлена на рисунке 2.3. Количество абонентов было определено в характеристиках зданий.

Используемое оборудование от Элтекс LTE-8X позволяет подключать до 128 абонентов на одно волокно. В проектируемой сети использованы сплиттеры с коэффициентом деления 1:64.



Рисунок 2.3. - Топология проектируемой сети
В доме по адресу ул. А***, 1 д.10 максимальное число потенциальных абонентов – 240 (2 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться четыре рабочих волокна и четыре резервных.

В доме по адресу ул. А***, 2 д. 11 максимальное число потенциальных абонентов – 180 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться три рабочих волокна и три резервных.

В доме по адресу ул. А***, 3 д.12 максимальное число потенциальных абонентов – 240 (2 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться четыре рабочих волокна и четыре резервных.

В доме по адресу ул. А***, 4 д.13 максимальное число потенциальных абонентов – 120 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться два рабочих волокна и два резервных.

В доме по адресу ул. А***, 5 д.14 максимальное число потенциальных абонентов – 180 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться три рабочих волокна и три резервных.

Исходя из полученных данных по количеству рабочих/резервных волокон (16/16 шт.), определим емкость кабеля на магистральном участке сети, Распределение волокон указано на рисунке.

В качестве магистрального выбран кабель марки ОКГнг. Посчитаем общее количество рабочих и резервных волокон N∑ от всех абонентов микрорайона (с учётом резерва на развитие сети, т.е. на подключение новых домов и сдачи волокон в аренду):

N∑ = 48 волокон. (5)

Емкость прокладываемого кабеля на отдельных участках сети (то есть между распределительными муфтами и ОРШ) можно найти по количеству задействованных рабочих/резервных волокон. На вышестоящих участках емкость кабеля последовательно наращивается и складывается в суммарную емкость подведенного к микрорайону магистрального кабеля.

Распределение волокон в кабеле приведено на рисунке 2.4.

---

Рисунок 2.4. – Распределение волокон в магистральном кабеле

Далее произведем расчет потерь в соединениях. Подходящий к микрорайону магистральный кабель разветвляется в муфтах, образуя дерево сети. Ветви дерева – участки кабеля, идущие к отдельным домам, соединяются между собой сварным соединением. На станционной стороне примем наличие одного сварного и одного разъемного соединения. От входящего в дом магистрального кабеля до абонента имеются 3 соединения: два сварных и одно разъемное.

Потери в разъемных соединениях примем АP = 0,3 дБ, потери на сварных соединениях АС = 0,05 дБ.

Волокно магистрального кабеля сваривается с волокном сплиттера в ОРШ; сваривается кабель, подходящий от этажного кросса к сплиттерному шкафу. Волокно от абонента до этажного кросса следует оснастить разъемным соединением, так как в случае повреждения проводки на стороне абонента не потребуется ремонтные работы с применением сварки.

Электрические установки, к которым относится многое оборудование модернизируемой сети, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Защитой от прикосновения к токоведущим частям электроустановок являются изоляция проводов, ограждения, блокировки и защитные средства. Изоляция проводов характеризуется ее сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов от земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для обслуживающего персонала.

Во время работы электроустановок состояние электрической изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (температуры, давления и большой влажности свыше 80% и чрезмерной сухости).

Состояние изоляции характеризуется ее сопротивлением току утечки. Регулярный контроль состояния изоляции является одной из основных мер защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Защитой от напряжения, появившегося на корпусах электроустановок в результате нарушения изоляции, являются защитное заземление, зануление и защитное отключение.

Занулением называется преднамеренное соединение корпусов электро-установок с нулевым проводом, идущим от заземленной наглухо нейтрали источника питания.

---