Файл: Проектирование мультисервисной сети связи микрорайона "солнечный" Г. Павловска воронежской области.pdf

2.3 Сравнение технологий xPON. Выбор конкретной технологии
Отдельные разновидности PON имеют свои преимущества и недостатки:
APON (ATM Passive Optical Network) - использует АТМ-инкапсуляцию транспортируемых данных для бизнес-приложений, обеспечивает скорость передачи 155 Мбит/с при дальности связи до 20 км. Базовый стандарт APON: ITU-T G.983;
BPON (Broadband Passive Optical Network) - превосходит APON за счет ряда преимуществ, в частности, поддержки метода спектрального уплот-нения каналов (Wavelength Division Multiplexing - WDM), видео-приложений, более высокой скорости передачи (622 Мбит/с и 1,2 Гбит/c). Базовый стандарт
BPON: ITU-T G.983x;
GPON (Gigabit Passive Optical Network) - наиболее распространенный на сегодня вариант PON, обеспечивающий симметричную передачу со

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
13
скоростью до 2,5 Мбит/с, поддерживает транспортные протоколы Ethernet и
ATM, а также IP-транспорт. Базовый стандарт GPON: ITU-T G.984;
EPON (Ethernet Passive Optical Network) - другое название: "Ethernet на первой миле" (Ethernet in the First Mile) - обеспечивает симметричную передачу со скоростью до 1,25 Гбит/с и использует инкапсуляцию Ethernet. Базовый стандарт EPON: IEEE 802.3ah;
GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из раз- новидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент;
10GEPON (10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - гибрид технологий GPON и EPON со скоростями передачи до 10 Гбит/с. Базовый стан-дарт 10GEPON: IEEE 802.3av;
Turbo GEPON обеспечивает скорость передачи информации до 2.5
Gbps по направлению к абоненту (downstream) и до 1,25 в направлении от абонента (upstream).
Произведём выбор между технологиями GPON и GEPON. После изучения особенностей каждой из технологий составлена таблица 2.2.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
14
Рисунок 1.1 – Сравнение форматов кадров
Таблица 2.2 – Сравнение технологий GPON и GEPON
Преимущества
Недостатки
GPON
1Полностью стандартизированная технология (рекомендация
ITU-T G.984)
2 Полностью стандартизированный протокол управления OMCI
(протокол TR-069)
3 Использование линейного кода NRZ без избыточности
4 Более эффективные механизмы для передачи
TDM-трафика
1 Более высокая стоимость, нежели GEPON
2 Более сложное конфигурирование оборудования
GEPON
1 Более низкая цена OLT
2 Сравнительно простая настройка оборудования
1 Технология без стандарта
(в основе лежит стандарт
IEEE 802.3ah)
2 Использование избыточного линейного кода
8B/10B («чистая» полоса меньше на 20%)
По результатам произведённого исследования останавливаем свой выбор на технологии GEPON, как более бюджетное и распространённое на сетях
«Ростелекома» решение.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
15
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выбор оборудования OLT
В рамках ВКР выбор оборудования системы передачи зависит от следующих факторов:
- используемая технология(GEPON);
- ёмкость портов подключения;
- соотношение цена/качество;
- поддержка дополнительных функций.
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, Воронеж)
Сравнение линеек по ключевым характеристика приведена в таблице 3.1.
По остальным техническим (поддержка протоколов, электропитание и т.д.) и экономическим (время поставки, расходы на пусконаладочные работы и т.д.) рассматриваемое оборудование практически одинаковое, за исключением производительности. На основании таблицы 3.1 делаем выбор оборудования
Eltex как более производительное, а также имеющее более дешёвый ONU.
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

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
16
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.[2]
Таблица 3.1 – 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
Технология GEPON Turbo, поддерживаемая оборудованием Eltex, обеспечивает полосу пропускания 2,5 Гбит/с на группу из 128 абонентов по одному магистральному волокну в радиусе до 20 км (или до 60 км с модулями
Class C+) от АТС с применением пассивных оптических разветвителей (рисунок
3.1). 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.[4]

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
17
Рисунок 3.1 – Общая структура сетей на базе Turbo GEPON [3]
Станционное оборудование OLT LTE-8X (рисунок 3.2) 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.[2]
Рисунок 3.2 - Станционное оборудование OLT Eltex LTE-8X
Динамическое распределение полосы DBA (Dynamic Bandwidthidth
Allocation) позволяет предоставлять полосу пропускания в сторону пользователя

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
18
до 2,5 Гбит/с. Применение оборудования LTE-8X позволяет оператору строить масштабируемые, отказоустойчивые сети «последней мили», обеспечивающие высокие требования безопасности как в городских условиях, так и в сельских районах.
OLT
LTE-8X осуществляет управление абонентскими устройствами, коммутацию трафика и соединение с транспортной сетью.
Данная модель OLT обеспечивает скорость соединения up/downstream –
1,25/2,5 Гбит/с. Коэффициент разветвления – до 128. Максимальная дальность действия – до 20 км.
Техническая характеристика OLT Eltex LTE-8X приведена в приложении
Б (таблица Б.1). К каждому интерфейсу можно подключить до 128 абонентских оптических терминалов по одному волокну.[2]
В качестве оконечных устройств используются абонентские терминалы
Eltex NTP-RG-1402GC-W (рисунок 3.3).
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.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
19
Рисунок 3.3 – Абонентский терминал Eltex NTP-RG-1402GC-W
Абонентские устройства поддерживают подключение по стандарту IEEE
802.11b/g/n на частоте 2,4ГГц и 2,4/5 ГГц.
ONT обеспечивают проводное подключение до 4 абонентских устройств
(компьютеров или телевизионных приставок). Гигабитный маршрутизатор на 4 порта
10/100/1000
Base-T позволяет организовать высокоскоростное соединение устройств в сети. 2 порта FXS позволяют подключить аналоговые телефонные аппараты и пользоваться услугами IP-телефонии.
Устройства с встроенным триплексером имеют RF-выход, к которому подключается телевизор для просмотра аналогового или цифрового кабельного телевидения (при условии предоставления услуги оператором). Порт USB может использоваться для подключения USB-устройств (USB-флеш - накопитель, внешний HDD) или для подключения принтера.
Предоставляемые услуги:
• развлекательные и обучающие программы “on-line”.
• высокоскоростной доступ в интернет;
• потоковое видео/ High Definition TV;
•
IP TV;
•
IP-телефония;
• видео по запросу (VoD);
[3]

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
20
3.2 Выбор волоконно-оптических кабелей и пассивных элементов сети
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).
Благодаря невысокой стоимости и большой широкополосности такие волокна могут применяться на любых участках упомянутых сетей (магистральных, распределительных, абонентских). Эти волокна могут работать как в сетях, работающих на одной длине волны, так и при использовании спектрального уплотнения плотного (DWDM) или разреженного (CWDM).
Альтернативой им являются самые современные волокна типа G.657, которые специально разработаны для сетей
FTTH.
Специальная конструкция сердцевины волокна позволяет изгибать его с радиусом 10-15 мм без существенного вносимого затухания на изгибах (в отличие от волокон типа G.652). Поэтому такие волокна удобно использовать в абонентских оптических кабелях, прокладываемых в тесных коридорах и помещениях или соединительных шнурах (патч - кордах, пигтейлах), в условиях плотного размещения в оптических кроссах. Однако такие волокна дороже стандартных одномодовых.
Выбор конструкции оптического кабеля, в основном, определяется участком сети, на котором он будет использоваться, а также условиями его размещения (в кабельной канализации, подвеска на опорах, внутри помещений и т.п.). Поскольку PON использует оптические кабели, прокладываемые на различных участках (магистральный, распределительный, абонентский) и в различных условиях, то и конструкции кабелей для этой

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
21
сети могут отличаться достаточно сильно. Конструкции кабелей определяются, в первую очередь, условиями прокладки кабеля, а также необходимым числом волокон.
Магистральные участки, соединяющие узел связи (головную станцию) с первой точкой распределения, являются наиболее протяженными и ответственными – при их повреждении нарушается работа всей сети. Здесь не стоит экономить на стоимости ОК, затратах на монтаж и прокладку. Тем более что длина магистралей обычно меньше суммарной длины распределительных и абонентских участков.
В конструкции магистральных кабелей обязательно должен быть предусмотрен запас волокон на последующее развитие сети. Например, на магистральных участках сетей доступа (PON, оптический Ethernet, КТВ) запас, в зависимости от необходимого числа волокон, может составлять 20-50%, на распределительных – 10-20%. А на абонентских участках небольшой протяженности запас вообще не предусматривается, так как там легко доложить новый маловолоконный кабель.
На распределительных участках, располагающихся между отдельными распределительными устройствами (шкафами, боксами, разветвителями), можно использовать менее дорогостоящие кабели. Для этих кабелей характерна прокладка в самых разнообразных условиях, которые и определяют их конструкцию. Они имеют меньшую длину и их проще заменить при повреждении. При выборе таких кабелей обычно исходят из компромисса между ценой и качеством. Чаще в них присутствует запас волокон, но небольшой.
Количество волокон в ОК определяется количеством приемопередающих узлов активного оборудования (как станционного, так и абонентского), а также схемой сети. При создании вещательной сети (broadcast) используется только одно волокно для однонаправленной передачи. Не следует забыть про запас волокон в кабеле и для последующего развития сети. Величина запаса волокон зависит от участка сети. Величина запаса также может зависеть от топологии сети («звезда», «дерево», «шина» и т.д.).

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
22
При числе волокон до
12…24 экономически целесообразно использование кабелей с однотрубчатым сердечником (типа UT), а при большем количестве – с модульным сердечником (типа LT). При подземной прокладке кабеля принципиально важно иметь защиту от грызунов (обычно – броня из стальной гофрированной ленты) и попадания влаги (толстая полиэтиленовая оболочка, влагозащитный барьер, гидрофобное заполнение сердечника), а также от растягивающих усилий, случайных механических повреждений и других факторов. К основным требованиям к кабелям, прокладываемым внутри помещений, относятся: нераспространение горения, гибкость, легкость, защита от случайных ударов, растягивания, скручивания, сдавливания. [4]
Проведём сравнение трёх марок волоконно-оптического кабеля – ОКЛСТ,
ДПО, ОКГ (таблица 3.2).
Таблица 3.2 – Сравнение марок кабеля для магистрального участка
Характеристика
Марка кабеля
ОКЛСт
ДПО
ОКГ
Производитель
Самарская
Оптическая кабельная компания
Оптен
Сарансккабель-оптика
Условия прокладки
Для прокладки в кабельной канализации, специальных трубах, задувки в защитные полиэтиленовые трубы (ЗПТ) и микро-трубки, в коллекторах, шахтах и туннелях, внутри зданий и сооружений.
Для прокладки в коллекторах кабельной канализации, блоках, трубах
(включая метод пневмопрокладки), а также внутри зданий
Для прокладки ручным или механизированным способом в кабельной канализации, трубах блоках, коллекторах
Количество волокон, шт.
8…288 4…192 4…96
Растягивающее усилие, кН до 3 1,3…4 3
Максимальное растягивающее усилие, кН
7 7
7

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
23
Раздавливающее усилие, кН/см до 0,3 0,5 1
Наружный диаметр, мм
6...18,5 6,5…18 10,4
Масса, кг/км
30…300 35…250 110
Строительная длина, км
6 4
6
Температурный диапазон при эксплуатации, оС
-60…+50
-60…+70
-40…+60
Затухание на
1550 нм, дБ/км
0,22 0,22 0,22
Затухание на
1310 нм, дБ/км
0,4 0,5 0,4
Температурный диапазон при монтаже, оС не ниже -30
-30…+70
-10…+50
Срок службы, лет
30 30 30
Стоимость, руб/км (на при- мере кабеля 48
ОВ)
58 270 63 780 46 820
На основании сравнения выбран кабель марки ОКГ разновидности «нг».
Кабель марки ОКГ в негорючем исполнении применяется для прокладки внутри зданий по стенам, в вертикальных и горизонтальных кабелепроводах и кабельростах при повышенных требованиях по пожарной безопасности.
Рисунок 3.6 – Поперечный разрез кабеля ОКГнг
Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из стеклопластикового прутка, вокруг которого скручены оптические модули методом правильной SZ-скрутки. Внутри оптических модулей свободно уложены оптические волокна. Свободное пространство внутри оптических модулей и межмодульное пространство заполнено гидрофобным

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
24
заполнителем. Сердечник скреплен нитями. На сердечник наложена ПЭТ-лента, закрепленная нитью. Поверх сердечника накладывается оболочка из полиэтилена высокой плотности. В случае изготовления кабеля с повышенными требованиями по пожарной безопасности оболочка кабеля выполняется из без галогенного негорючего компаунда.[5]
Рисунок 3.7 – Разрез кабеля ОКГнг
В качестве кабеля для внутридомовой сети используется кабель ОБВ- нг(А)-HF 36 G.657A (Инкаб, Россия) ёмкостью 42 волокон (рисунок 3.8).
Ёмкость выбрана с учётом числа потенциальных абонентов в каждом из подъездов подключаемых домов (максимальное число абонентов на один подъезд
– Гагарина д.63 – 40 абонентов). Кабель имеет конструкцию, позволяющую извлекать необходимое количество волокон из кабеля через небольшой разрез.[5]
Рисунок 3.8 – Кабель ОБВ
Характеристики ОБВ-нг(А)-HF 42 G.657A:
• количество ОВ в кабеле – 42;
• диаметр кабеля – 14,0 мм;
• вес кабеля – 155 кг/км;
• минимальный радиус изгиба – 135 мм.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
25
При построении пассивных оптических сетей важнейшим элементом является оптический разветвитель. Именно эти элементы придают сети необходимую гибкость архитектуры, масштабируемость, максимальное соответствие системным требованиям, экономичность. В принципе ОР уже достаточно длительное время успешно применяется на магистральных участках в сетях кабельного телевидения, там, где необходимо создание разветвленной древовидной архитектуры с равномерным или неравномерным делением оптической мощности. Однако именно при внедрении PON разветвители проявили себя ключевым элементом сети.
Исходя из архитектуры сети PON в данном проекте использоваться сплиттеры компании «Telcon» (рисунок 3.9): PLC Сплиттер 1x64. [3]

1   2   3   4   5