Проектирование широкополосной сети доступа

Одной из самых актуальных задач построения развитой инфокоммуникацион-ной структуры города Калининград является обеспечение всех жилых районов надежным и высокосортным доступом в сеть. К сожалению, не все районы города имеют выход в сеть с подобными параметрами. Так, например, ЖК комплекс «Легенды Моря», расположенный в одном из самых густонаселенных районов города Калининград не подключен к инфокомму-никационной сети компании «Ростелеком».

Целью выполненного исследования является разработка предложений к созданию работоспособной и экономической выгодной абонентской оптической сети доступа к ЖК «Легенды моря».

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи : выбрана наиболее перспективная технология построения сети доступа; проведена оценка потенциального количества абонентов, проживающих в данном районе; разработана схема построения сети; по критерию цена-качество выбрано оборудование (стационарное, абонентское и различные пассивные компоненты) и ВОК (волоконнооптический кабель); выполнен расчет оптического бюджета.

Наиболее популярными технологиями на данный момент являются следующие: xDSL, Ethernet, PON [1].

Технология xDSL является самой простой и недорогой; она позволяет использовать уже готовые медно-кабельные линии, однако, за простотой кроется и главный её недостаток – скорость, которая в идеальных условия может достигать лишь 50 Мбит/с [2].

Технология Ethernet начала развиваться с появлением локальным сетей. Она является более сложной в реализации, однако, и скорости становятся выше. Так, например, максимальная скорость абонентской сети доступа в 1000 Мбит/с может достигаться при использовании технологии Gigabit Ethernet [2].

Следующим шагом в развитии можно считать появление технологии ВОЛП (волоконно-оптической линии передачи), которая выводит скорости на совершенно новый уровень, достигнув 2488 мбит/с по нисходящим и восходящим потокам данных [3].

Для удобства сравнений технологий основные параметры представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение технологий между собой

Название технологии	Максимальная скорость (при-ем/передача)/Мбит/c	Максимальное расстояние/км
ADSL	8/1	5.5
ADSL2+	24/1.4	5.5
HDSL	2	4.5
SHDSL	2.32	7.5
VDSL	62/26	1.3
Ethernet	10	3.6
Fast Ethernet	100	10
Gigabit Ethernet	1000	20
PON	2488/2488	20

Из таблицы видно, что наибольшую   Ethernet PON (EPON), Gigabit PON скорость при реальном расстоянии обес-    (GPON). Сравнительная характеристика печивает технология PON.                  данных технологий сведена в таблицу 2.

Существует несколько разновидностей технологии PON: broadband PON (BPON),

Таблица 2. Сравнение технологий PON между собой

Характеристика	BPON	EPON	GPON
Скорость передачи данных (прямой поток/обратный), мБит/с	155/622, 622/622	1000/1000	2488/622, 2488/2488
Максимальная дальность, км	20	20	20
Максимальное число абонентов на волокно	32	16	64

Наибольшую скорость и максимальное число абонентов можно достичь при помощи технологии GPON.

Проведенный выше анализ позволяет заключить, наиболее перспективной является технология GPON, так как имеет наибольшую скорость, дальность передачи, а также возможность подключения большого количества абонентов.

Оценка потенциального количества абонентов проводилась по градострои- тельному плану микрорайона. Общее число жильцов приблизительно 4200, однако, практически 50% обслуживаются компанией оператором «Ростелеком», таким образом количество потенциальных абонентов примерно 2000.

Для построения сети за основу выбрана древовидная структура [4], вид которой представлен на рис. 1.

__Магистральный

*;"Х          кабель

Распределительный кабель ----По кабельной канализации

• *v^ По подвесу

Сплиттер 1 го уровня

О 1-7 Сплиттеры 2го уровня

Ветки 1, 2, 3 Ветки 4, 5, 6

Ветки 7, 8, 9 Ветки 10,11,12

—Ветки 13,14,15 — Ветки 16,17

■—Ветки 18,19,20,21

• < —Ветки 22,23,24 ■—Ветки 25,26,27

—Ветки 28,29,30—Ветки 31,32,33

—Ветки 34,35,36 —Ветки 37,38,39

Рис. 1. Схема проектируемого участка

На каждый подключаемый дом необходимо использовать минимум по три ветки, каждая на 64 абонента. Таким образом всего в работе используется 39 различных веток. Для простоты построения дерева некоторые дома будут подключены по подвесу через соседний, поэтому в первый дом заводятся дополнительные кабели для обслуживания абонентов соседний многоэтажки.

До самого района идет магистральный сегмент от OLT, расположенный по улице Гайдара 129А (рис. 2).

Рис. 2. Схема магистрального участка

Таким образом, был разработан магистральный сегмент, который представлен на рисунке, который проложен по существующей кабельной канализации, его длина до проектируемого участка составляет 2.4км с возможностью продления дальше по улице для подключения следующего микрорайона, на рисунке два представлена схема проектируемого участка, в котором присутствует 39 веток, протянутые ко всем неподключенным домам нашего района. Была разработана обобщенная схема сети, представленная на рисунке 3, благодаря которой удалось посчитать, что всего у нас 10 сварных соединений и 12 разъемных.

Следующим этапом построения является выбор пассивного и активного оборудования. В данной работе были выбраны следующие устройства: OLT – Smart AX MA5600T, ONT-HG8447, ВОК: ДПЛ-П-96У (6х16) 1.5 кН (магистральный), ДПТ-П-32У (4х8) 6кН (распределительный), ОБР-У нг(А)-HF 12 (прокладка внутри зданий),ДПТ-Т-П-04У (1х4)-10кН (прокладка между зданий), сплиттеры – PO 1x16 (1x8) PLC 2мм SC/APC, ОРШ – ШКОН-КПВ-320(10)-288SC/ФЗС-

ОРШ256, муфты: МОГ-Т4-2ФТ16 и МОГ-Т5-40-1КБ4845, ОРК-Crosver FOB-0204(08), абонентская розетка – ШКОН-ПА-1-SC-SC/APC-SC/APC, абонентская проводка – ШОС-SM/0.9мм-SC/APC-p/t-1.0м [5].

Теперь необходимо рассчитать оптический бюджет [6] по следующей формуле:

ОВ=Т-(-R), (1)

Где Т- выходная мощность передатчика (в данном случае равняется 5), R – чувствительность приемника (в данном случае 29). Таким образом оптический бюджет равен 34 дБ. Необходимо также учитывать запас мощности в 3дБ, так как линия не является идеальной.

Последним этапом является расчет затухания по методике, представленной ниже [6].

А=L*α x +N p *A p + N c *A c +A spl ,   (2)

Где:

L – общая длина участка (сумма длины магистрали, расстояния до 1го сплиттера, до 2го сплиттера и до конечного пользователя)

α x – затухание сигнала в оптическом кабеле на определенном длине волны (0.33 дБ для 1310 нм и 0.2 дБ для 1550 нм [5])

N p – общее количество разъемных соединений

A p – средние потери на одно разъемное соединение (0.4 дБ [5])

N с – общее количество сварных соединений

A с – средние потери на одно сварное соединение (0.05 дБ [5])

A spl – суммарные потери в оптических сплиттерах (13.9 дБ для 1х16 и 10.7 дБ для 1х8 [5])

По представленной методике можно найти затухание для каждой ветки. Ввиду большого числа проектируемых веток на слайде представлены 3 ближайшие ветки и 3 ветки, которые наиболее удалены от магистрали. Можно заметить, что самое большое затухание не превышает оптический бюджет, а разница между минимальным и максимальным затуханием очень мала, что говорит о высокой сбалансированности проектируемой линии связи.

Таблица 3. Минимальное и максимальное затухание на ветках

№ ветки	Минимальное затухание с учетом 3дБ		Максимальное затухание с учетом 3 дБ		Разница между макс. и мин. затуханием		Сравнение макс. затухания с опт. бюджетом
	1310	1550	1310	1550	1310	1550
№1	30,42236	30,0984	30,44546	30,112	0,0231	0,014	30,44546<34
№2	30,42368	30,0992	30,44612	30,112	0,0224	0,014	30,44612<34
№3	30,42434	30,0996	30,4481	30,114	0,0238	0,014	30,4481<34
№37	30,63059	30,2246	30,65369	30,238	0,0231	0,014	30,65369<34
№38	30,63191	30,2254	30,65435	30,239	0,0224	0,014	30,65435<34
№39	30,65303	30,2258	30,65633	30,240	0,0238	0,014	30,65633<34

Так как все дома являются типовыми, ниже на рисунках будет представлена типовая внутридомовая проводка [7].

Рис. 3. Внутридомовая разводка кабеля

Из рисунка видно, что ОРШ устанавливается либо в подвале дома, либо на его крыше. В первом случае дом будет подключен при помощи кабельной канализации, а во втором при помощи подвеса. От ОРШ идут внутридомовые кабели на каждый этаж к ОРК, от которой уже и присходит разводка по квартирам.

Таким образом была разработа широкополосная сеть доступа на основе технологии GPON, так как именно это технология является наиболее перспектинвой среди всех рассмаотренных, в виду её наибольшой наибольшего количества абонентов на одну ветку; данная сеть имеет древовидную структуру и объединяет своими ветвями более двух тысяч человек жиллого комплекса «Легенды Моря»; чтобы убедиться в работоспособности сети, был найдет оптический бюджет, а также наибольшие и наименьшие затухания на ветвях, данные расчеты показали, что сеть полностью работоспособна и хорошо сбалансированна; также была представлена типовая внутридомовая разводка кабеля.

скорости, дальности расстояния и