Реферат
Выпускная квалификационная работа: Применение технологий пассивной оптической сети абонентского доступа для обеспечения услугами связи жильцов клубного поселка "Ламбери". Пояснительная записка содержит: 65 страниц, 24 рисунка, 12 таблиц. Ключевые слова: Пассивная оптическая сеть (PON), сеть широкополосного абонентского доступа, услуги телекоммуникаций, волоконно-оптический кабель. В данной работе были рассмотрены вопросы организации сети абонентского широкополосного доступа в строящемся коттеджном поселке «Ламбери» во Всеволожском районе, Ленинградской области. Спроектированная сеть была построена на базе технологии пассивных оптических сетей (PON). В работе было использовано станционное и абонентское оборудование компании «Eltex». Так же описан выбор оптического кабеля и способ его прокладки, как на магистральном участке, так и на распределительном. В работе представлена схема организации связи для абонентов коттеджного поселка «Ламбери» и произведен расчет энергетического бюджета линии.
Содержание
Содержание. 8
Введение. 8
1 Характеристики коттеджного поселка «Ламбери». 11
2 Технологии “Последней мили». 13
2.1 Технологии xDSL. 13
2.1.2 Разновидности технологии xDSL. 14
2.1.3 Преимущества и недостатки технологии DSL. 17
2.2 Технологии FTTx. 18
2.2.1 FTTN и FTTC.. 19
2.2.2 FTTB.. 20
2.2.3 FTTH.. 21
2.3 Топологии сетей доступа. 22
2.3.1 Топология «Точка-точка» (P2P) 22
2.3.2 Топология «кольцо». 23
2.3.3 Топология «Дерево с активными узлами». 24
2.3.4 Топология «Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON» (P2MP) 25
2.4 Технология PON.. 26
2.4.1 APON / BPON.. 28
2.4.2 EPON ( GEPON ) 29
2.4.3 GPON.. 30
2.5 Вывод. 31
3 Выбор и характеристики активного оборудования. 32
3.1 Станционное оборудование. 32
3.2 Абонентское оборудование. 37
4. Выбор и характеристика пассивных компонентов. 41
4.1 Выбор технологии прокладки оптического кабеля. 41
4.2 Кабель для магистрального участка. 46
4.3 Кабель для распределительного участка. 48
4.4 Оптический распределительный шкаф.. 50
4.5 Оптический разветвитель. 52
4.6 Оптическая муфта. 53
4.7 Оптический кросс. 55
5. Линейные сооружения. 57
5.1 Магистральный участок. 57
5.2 Распределительный участок. 58
6. Разработка схемы организации связи. 59
6.1 Схема организации связи. 59
6.2 Расчет бюджета оптической мощности. 61
Список используемой литературы.. 64
Введение
На сегодняшний день стало модным жить на собственном участке и все больше людей стремятся уехать жить в пригород. В особенности это проявляется вблизи больших городов, таких как Москва и Санкт-Петербург. На данный момент прогрессивные застройщики стремятся застроить как можно больше благоприятной территории в пригороде. Они строят коттеджные поселки и различные малоэтажные застройки. С каждым годом застройка становится все более массовой, и все больше людей переезжают жить в пригород или покупают дачный участок. Но при этом городской житель хочет получать телекоммуникационные услуги не хуже, чем в городе. Требования же пользователей к качеству предоставляемых телекоммуникационных услуг только растут: все больше людей привыкли к высокоскоростному интернету, IP-телефонии и телевидению на высоком уровне. Чтобы удовлетворить потребности городского жителя, безусловно, необходима оптика.
Тема данной дипломной работы актуальна, так как в ней рассматривается конкретная задача по организации сети абонентского доступа в коттеджном поселке «Ламбери», Всеволожского района, Ленинградской области. Планируется подключение 54 абонентов в строящемся поселке, а также возможно подключение еще 1 коттеджного поселка, который планируют разместить вблизи. Наиболее востребованными услугами у жителей поселка являются: высокоскоростной интернет, цифровое телевидение и IP-телефония. Для предоставления вышеперечисленных услуг в данной дипломной работе проектируется современная широкополосная сеть доступа на базе технологии PON (Passive optical network, пассивные оптические сети). Рассмотренная в дипломной работе ситуация характерна для большинства населенных пунктов, находящихся вблизи больших городов.
В данной работе обоснован выбор станционного и абонентского оборудования, приведено описание используемого кабеля и пассивных компонентов, разработаны схемы прокладки кабеля на магистральном и распределительном участках, а также разработана схема организации связи. Правильность принятых решений в данной работе подтверждает расчет энергетического бюджета сети для наиболее удаленного абонента.
Преимущества DSL
· DSL является экономически эффективным соединением, так как оно не требует прокладки новых телефонных линий.
· Простота в эксплуатации и установки.
· DSL стал первым стандартом для скоростных подключений, до массового внедрения оптики.
· Интернет и телефон можно использовать одновременно.
Возможность подключить выход в сеть, где кроме телефонной сети больше ничего нет.
Преимущества технологии хDSL позволяют реализовывать широкий спектр телекоммуникационных услуг, в том числе в частном секторе и в зонах, где покрытие оптоволоконной связью составляет определенные трудности. Поэтому этот ви связи пользуется весьма высокой популярностью на рынке Интернет услуг.
Недостатки DSL
Скорость подключения в сравнении с оптоволокном
Доступность DSL услуг определяется расстоянием между пользователем и центральным офисом провайдера.
— В настоящее время, нет никакой стандартизации модемов DSL, это означает, что пользователям, возможно, при смене оператора потребуется новое оборудование.
— Услуга обычно доступна в городских районах, но не в сельской местности.
— Прием данных (загрузка) происходит быстрее, чем передача данных (отправка).
— DSL несовместимо с волоконно-оптическими линиями.
Технологии FTTx
FTTx - Fiber To The X ( Оптическое волокно до… ) — понятие, описывающее общий подход к организации кабельной инфраструктуры сети доступа, в которой от узла связи до определённого места (точка «х») доходит оптическое волокно (оптический кабель), а далее, до абонента, — медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства). Таким образом, FTTx — это только физический уровень. Однако фактически технология fttx данное понятие охватывает и большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг. Рассмотрим особенности технологии FTTx , технологии FTTB, технологии FTTH, технологии GPON. С постоянным снижением стоимости оптического кабеля данное направление развивается с большими темпами и современные технологии это FTTB и GPON.
В семейство технологии FTTx входят различные виды архитектур:
· FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла (развитие в конце прошлого века, с появлением оптического кабеля);
· FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов (использовалось при строительстве небольших выносов малой емкости, распространение до 2007 года);
· FTTB (Fiber to the Building) — волокно до здания (начиная с 2007 года с появлением бюджетных коммутаторов);
· FTTH (Fiber to the Home) — волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа). Самая прогрессивная технология, на Урале впервые опробованная в Нижнем Тагиле в 2007 году. Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.
На рисунке 3 показаны основные архитектуры сети FTTx где:
· Синим цветом показано оптическое волокно
· Желтым цветом показана медный кабель
Рисунок 3 - варианты построения сетей FTTx.
FTTN и FTTC
Исторически первыми появились решения FTTN и FTTC.
На сегодняшний день технология FTTN используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная «медная» инфраструктура и прокладка оптоволокна нерентабельна. Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле.
FTTC — это улучшенный вариант FTTN, лишённый части присущих последнему недостатков. В случае с FTTC в основном используются медные кабели, проложенные внутри зданий, которые, как правило, не подвержены проблемам, связанным с попаданием воды в телефонную канализацию, с большой протяженностью линии и качеством используемых медных жил, что позволяет добиться более высокой скорости передачи на медном участке.
FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения: реализация этой архитектуры позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, и выделяемую каждому из них полосу пропускания. В России этот тип подключения часто применяется небольшими операторами Ethernet-сетей. Связано это с более низкой стоимостью медных решений и с тем, что монтаж оптического кабеля требует высокой квалификации исполнителя.
Очевидно, что запланированный набор услуг и необходимая для их предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Чем выше скорость доступа и чем больше набор услуг, тем ближе к терминалу должна подходить оптика, а именно нужно использовать технологии FTTH. Если же приоритетом является сохранение имеющейся инфраструктуры и оборудования, наилучшим выбором будет FTTB.
FTTB
Архитектура FTTB получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet (ЕТТх) часто это единственная технически возможная схема. Кроме этого, в структуре затрат на создание сети FТТх разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая, при этом операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше. Архитектура FTTB доминирует во вновь возводимых домах и у крупных операторов связи. В первую очередь это связано с существенно более высокой стоимостью ее реализации по сравнению со стоимостью сети FTTC/FTTB, отсутствием преимуществ в полосе пропускания для пользователя.
FTTH
Однозначно в пользу решений FTTH выступают эксперты компании Motorola. Дальнейшая модификацией выступает FTTH GPON (Gigabit PON), PON в свою очередь означает "пассивная оптическая сеть". Компания Motorola сравнивает продолжительность жизненного цикла инвестиций в любую технологию доступа и коррелированный рост требований к пропускной способности каналов доступа. Проведенный анализ показывает, что если технические решения, которые закладываются в основу сегмента доступа сети сегодня, окажутся неспособными обеспечить скорость 100 Мбит/с в 2013—2015 годах, то моральное устаревание оборудования произойдет до окончания инвестиционного цикла. Оператор должен обязательно учитывать эти данные, иначе он рискует оказаться уязвимым перед лицом конкурентов по мере стремления пользователей к получению услуг все более высокого класса.
Эксперты компании Alcatel-Lucent перечисляют следующие преимущества архитектуры FTTH:
· из всех вариантов FTTx она обеспечивает наибольшую полосу пропускания;
· это полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант;
· решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи;
· они позволяют существенно сократить эксплуатационные расходы — за счет уменьшения площади технических помещений (необходимых для размещения оборудования), снижения энергопотребления и собственно затрат на техническую поддержку.
Топологии сетей доступа
Топология «кольцо»
Рисунок 5– Топология «кольцо»
Эта схема (рисунок 5) базируется на конфигурации SDH и наилучшим образом раскрывается в магистральных сетях. И наоборот, оптические линии кольцевого типа оказываются менее эффективными в эксплуатации сетей доступа. Так, при организации городской магистрали места расстановки узлов рассчитываются еще на стадии разработки проекта, однако сети доступа не дают возможности заранее оценить количество абонентских узлов. При условии случайного временного и территориального подключения абонентов кольцевая схема может быть значительно усложнена. На практике подобные конфигурации нередко превращаются в изломанные схемы, имеющие множество ответвлений. Такое происходит, когда введение новых абонентов выполняется через разрыв существующих сегментов. Например, в линии связи могут формироваться петли, которые совмещаются в одном проводе. В результате появляются «ломаные» кабели, что в процессе эксплуатации снижает надежность сети.
Технология PON
PON (англ. PassiveOpticalNetwork – пассивная оптическая сеть) – это быстроразвивающаяся, наиболее перспективная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну, использующая волновое разделение трактов приема/передачи и позволяющая реализовать одноволоконную древовидную топологию «точка-многоточка» без использования активных сетевых элементов в узлах разветвления.
Другими словами, PON – это полностью пассивная сеть, построенная на оптическом волокне и не имеющая ничего, кроме «стекла», на пути следования Интернета от провайдера к абоненту. Всё активное оборудование вынесено в относительную безопасность жилых (и не очень) построек, а именно:
1. на стороне провайдера располагается головная станция, которая управляет всей пассивной сетью, включая абонентские устройства, и «наливает» траффик в сеть;
2. на стороне абонента находятся приёмо-передающие конвертеры, из которых, собственно, и «вытекает» траффик потребителям.
Для передачи прямого и обратного канала используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA). 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.
Прямой поток
Прямой поток на уровне оптических сигналов является широковещательным. Каждый абонетский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из общего потока предназначенную только ему часть информации (рисунок 4). Фактически мы имеем дело с распределенным демультиплексором.
Обратный поток
Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от центрального узла OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC. 
Рисунок 8 - Основные элементы PON и принцип действия
В семействе сетей PON существует несколько разновидностей (таблица 2), отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи.
Таблица 2 – разновидности PON
| Название | Стандарт (Рекомендация) |
| APON (ATM PON) | Рекомендации ITU-T G.983.x |
| BPON (Broadband PON) | Рекомендации ITU-T G.983.x |
| EPON (Ethernet PON) | Стандарты IEEE 802.3ah/ IEEE 802.3av |
| GPON (Gigabit PON) | Рекомендации ITU-T G.984.x |
APON / BPON
Первой в середине 90-х годов была разработана технология APON, которая базировалась на передаче информации в ячейках структуры ATM со служебными данными. В этом случае обеспечивалась скорость передачи прямого и обратного потоков по 155 Мбит/с (симметричный режим) или 622 Мбит/с в прямом потоке и 155 Мбит/с в обратном (асимметричный режим). Во избежание наложения данных, поступающих от разных абонентов, OLT направляло на каждый ONU служебные сообщения с разрешением на отправку данных. В настоящее время APON в своем первоначальном виде практически не используется.
Дальнейшее совершенствование этой технологии привело к созданию нового стандарта – BPON . Здесь скорость прямого и обратного потоков доведена до 622 Мбит/с в симметричном режиме или 1244 Мбит/с и 622 Мбит/с в асимметричном режиме. Предусмотрена возможность передачи трех основных типов информации (голос, видео, данные), причем для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы между отдельными абонентами. После разработки более высокоскоростной технологии GPON, применение BPON практически утратило смысл чисто экономически.
Таблица 3 – Характеристики APON/BPON
| Характеристики | BPON |
| Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с | 622/155, 622/622 |
| Базовый протокол | ATM |
| Линейный код | NRZ |
| Максимальное число абонентов | 32 |
| Максимальный радиус сети, км | 20 |
| Длина волны, прямой/обратный поток (видео), нм | 1490/1310 (1550) |
| Динамический диапазон, дБ: | |
| – класс А | 5-20 |
| – класс В | 10-25 |
| – класс С | 15-30 |
EPON ( GEPON )
Успешное использование технологии Ethernet в локальных сетях и построение на их основе оптических сетей доступа предопределил разработку в 2000 г. нового стандарта - EPON. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов. Исходя из скорости передачи, в статьях и литературных источниках часто фигурирует название GEPON (Gigabit Ethernet PON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20 км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).
Таблица 4 – Характеристики EPON(GEPON)
| Характеристики | EPON (GEPON) |
| Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с | 1000/1000 |
| Базовый протокол | Ethernet |
| Линейный код | 8B10B |
| Максимальное число абонентов | 32 (64) |
| Максимальный радиус сети, км | 10 (20) |
| Длина волны, прямой/обратный поток (видео), нм | 1490/1310 (1550) |
| Интерфейс РХ-10 (10 км) | 5-20 |
| Интерфейс РХ-20 (20 км) | 10-24 |
GPON
Для больших операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачной считается технология GPON, которая наследует линейку APON – BPON, но с более высокой скоростью передачи – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с (в асимметричном режиме) и 1244 Мбит/с (в симметричном режиме). За основу был принят базовый протокол SDH (а точнее на протоколе GFP) со всеми вытекающими преимуществами и недостатками. Возможно подключение до 32 (или 64) абонентов на расстоянии до 20 км (с возможностью расширения до 60 км). GPON поддерживает как трафик ATM, так и IP, речь и видео (инкапсулированные в кадры GEM — GPON Encapsulated Method), а также SDH. Сеть работает в синхронном режиме с постоянной длительностью кадра. Линейный код NRZ со скремблированием обеспечивают высокую эффективность полосы пропускания. Единственным серьезным недостатком GPON является высокая стоимость оборудования.
Таблица 5 – Характеристики GPON
| Характеристики | GPON |
| Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с | 1244/1244, 2488/1244, 2488/2488 |
| Базовый протокол | SDH (GFP) |
| Линейный код | NRZ |
| Максимальное число абонентов | 32 (64) |
| Максимальный радиус сети, км | 20 |
| Длина волны, прямой/обратный поток (видео), нм | 1490/1310 (1550) |
| Динамический диапазон, дБ: | |
| – класс А | 5-20 |
| – класс В | 10-25 |
| – класс С | 15-30 |
Вывод
Абонентам коттеджного поселка «Ламбери» необходимо предоставить услуги абонентского доступа высочайшего уровня. Что бы быть уверенным что это условие будет соблюдено, были рассмотрены различные технологии «последней мили». На сегодняшний день GPON – самая прогрессивная и перспективная технология доступа в интернет, способная обеспечить стремительно растущие потребности в скорости обмена информацией. GPON не только полностью отвечает современным требованиям, но и обладает ресурсами и потенциалом для обеспечения развития технологий связи в будущем.
Для сравнения при использовании технологии GEPON скорость передачи в прямом потоке - 1,25, а у GPON – 2,5 Гб/с.
Так как технология GPON сможет предоставить наиболее качественные услуги, она будет взята за основу для проектирования сети абонентского доступа в коттеджном поселке «Ламбери».
Станционное оборудование
Для установки в центральном узле OLT - выбираем станционное оборудование компании Eltex серии OLT LTP. Данное оборудование позволяет строить масштабируемые, отказоустойчивые сети «последней мили», обеспечивающие высокие требования безопасности. Оборудование серии OLT LTP осуществляет управление абонентскими устройствами, коммутацию трафика и соединение с транспортной сетью.
Серия OLT LTP включает в себя два оборудования – OLT LTP-4X и OLT LTP-8X. Разница между моделями заключается в том, что OLT LTP-4X предоставляет 4 порта GPON, 4 комбинированных порта 10/100/1000Base-T/1000Base-X, 2 порта 10G Base-R (SFP+)/1000Base-X, и максимальное количество возможных абонентов – 256, а OLT LTP-8X предоставляет
8 портов GPON, 4 комбинированных порта 10/100/1000Base-T/1000Base-X, 4 порта 10/100/1000Base-T, 2 порта 10G Base-R (SFP+)/1000Base-X и максимальное количество возможных абонентов – 512. 
Рисунок 9. Оборудование OLT LTP-4X
Рисунок 10. Оборудование OLT LTP-8X.
Технические характеристики оборудования OLT LTP-8X:
Режимы портов:
· Дуплексный/полудуплексный режим 10/100/1000Mбит/c для электрических портов
· Дуплексный режим 1/10Гбит/с для оптических портов
Параметры SFP PON
· Среда передачи - оптоволоконный кабель SMF - 9/125, G.652
· Коэффициент разветвления - до 1:128
· Поддержка функции измерения уровня мощности принимаемого сигнала RSSI (Received Signal Strenght Indication)
· Поддержка DDM (вывод параметров в CLI):
Ø Уровень мощности принимаемого сигнала (Digital RSSI)
Ø Температура модуля (Module Temperature)
Ø Напряжение питания (Supply Voltage)
Ø Ток смещения лазера (Laser Bias Current)
Ø Выходная оптическая мощность (Tx Optical Power Output)
Class B+
· Соответствует ITU-T G.984.2, FSAN Class B+, SFF-8472
· Максимальная дальность действия: 20 км
· Передатчик: 1490нм РОС лазер (DFB Laser)
Ø Скорость передачи данных: 2488 Мбит/с
Ø Средняя выходная мощность: +1,5..+5 дБм
Ø Ширина спектральной линии: -20 дБ 1.0 нм
· Приемник: 1310нм APD/TIA
Ø Скорость передачи данных: 1244 Мбит/с
Ø Чувствительность приемника: -28 дБм
Ø Оптическая перегрузка приемника: -8 дБм
Class C++
· Соответствует ITU-T G.984.2, FSAN Class C++, SFF-8472
· Максимальная дальность действия: 40 км
· Передатчик: 1490нм РОС лазер (DFB Laser)
Ø Скорость передачи данных: 2488 Мбит/с
Ø Средняя выходная мощность: +7..+10 дБм
Ø Ширина спектральной линии: -20 дБ 1.0 нм
· Приемник: 1310 нм APD/TIA
Ø Скорость передачи данных: 1244 Мбит/с
Ø Чувствительность приемника: -32 дБм
Ø Оптическая перегрузка приемника: -12 дБм
Динамический диапазон импульсного приемника: 20 дБ
Коммутатор
· Коммутатор Ethernet - Marvell Packet Processor
· Производительность коммутатора - 128 Гбит/с
· Таблица MAC-адресов - 16К записей
· Поддержка VLAN до 4К в соответствии с 802.1Q
· Качество обслуживания QoS
Физические параметры
· Напряжение питания:
Ø 220 В (150-250 В) AC, 50 Гц
Ø 48 В (-36..-72 В) DC
· Потребляемая мощность не более 55 Вт
· Рабочий диапазон температур: от +5° до 40°C
· Относительная влажность до 80%
· Габариты: с установленным блоком питания: 430х44х259 мм, 19'’ конструктив, типоразмер 1U
Соответствует стандартам
· ITU-T G.988 GPON
· ITU-T G.984x GPON
· IEEE 802.3i 10BASE-T Ethernet
· IEEE 802.3u 100BASE-T Fast Ethernet
· IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet
· IEEE 802.3z Fiber Gigabit Ethernet
· ANSI/IEEE 802.3 NWay auto-negotiation
· IEEE 802.3x Full Duplex and flow control
· IEEE 802.3ad Link aggregation
· IEEE 802.1p Protocol for Traffic Prioritization
· IEEE 802.1Q Virtual LANs
· IEEE 802.1ad Provider Bridges (QinQ)
· IEEE 802.1v VLAN Classification by Protocol and Port
· IEEE 802.3ac VLAN tagging
· IEEE 802.1d MAC bridges
· IEEE 802.1w Rapid Reconfiguration of Spanning Tree
· IEEE 802.1s Multiple Spanning Trees
Дополнительные возможности
· Зеркалирование трафика с VLAN, с порта
· Таблица MAC-адресов 16K на коммутатор, 4K на порт
· Ограничение количества MAC-адресов
· Поддержка STP, RSTP, MSTP
· Поддержка QoS: 802.1p, DSCP, WRR
· Изоляция портов, изоляция портов в пределах одной VLAN
· Ограничение unicast/multicast/broadcast трафика
· Поддержка ACL IPv4
· Поддержка QinQ в соответствии с IEEE 802.1ad
· Количество multicast групп до 1024
· Поддержка IGMP/MLD Fast Leave
· Поддержка IGMP/MLD Proxy
· Поддержка IGMP/MLD Snooping
· Поддержка IGMP/MLD Querier
· Поддержка DHCPv4 Snooping
· Поддержка IPv4 Source address guard
· Поддержка DHCPv4/DHCPv6 Relay Agent (opt.82, ip-helper)
· Поддержка PPPoE Intermediate agent
· Поддержка LLDP (802.1ab)
· Поддержка Storm Control
· Поддержка Policy
· Утилизация по сервисам ONT
Управление и мониторинг
· Поддержка RADIUS, TACACS+
· Управление и мониторинг: CLI, SNMP
· Ограничение доступа: по паролю, IP-адресу, уровню привилегии
Исходя из вышеперечисленных характеристик было выбрано оборудование OLT LTP-8X. Данное оборудование сможет обеспечить услугами до 512 абонентов, что является оптимальным для данной дипломной работы при учете дальнейшего развития сети и резервированием. В дальнейшем планируется подключение 136 абонентов в соседнем коттеджном поселке «Охтинский парк», находящимся в деревне Энколово.
Абонентское оборудование
В качестве абонентского оборудования выбираем ONT NTU-1.
NTU-1 предназначены для подключения к услугам широкополосного доступа абонентов в многоквартирных домах, жилых комплексах и коттеджных поселках.
Наличие одного порта LAN позволяет подключить ПК, медиацентр или абонентский роутер для построения домашней сети.
Внешний вид оборудования представлен на Рисунке 6.
Рисунок 11 – Абонентское оборудование NTU-1
Технические характеристики ONT NTU-1:
Параметры интерфейса PON
1 порт GPON
Соответствие ITU-T G.984.2, ITU-T G.984.5 Filter, FSAN Class B+, SFF-8472
Тип разъема - SC/APC
Среда передачи - оптоволоконный кабель SMF - 9/125, G.652
Максимальная дальность - 20 км
Передатчик: 1310nm DFB Upstream Burst Mode Transmitter
Тариф данных: 1244Mb/s
Средняя мощность: +0,5..+5 dBm
Ширина спектральной линии: -20 dB 1 nm
Приемник: 1490nm APD/TIA Нисходящий цифровой поток
Тариф данных: 2488Mb/s
Чувствительность -28 dBm With BER better than or equal -10 to 1.0x10
Перегрузка оптического приемника -4 dBm
Параметры интерфейсов LAN
1 порт Ethernet 10/100/1000 Base-T(RJ-45)
Поддержка функций безопасности
Ограничение скорости на портах
AES шифрование
FEC кодирование
Поддержка стандартов
ITU-T G.984.x - GPON
ITU-T G.988 OMCI specification
IEEE 802.1D,
IEEE 802.1Q
IEEE 802.1P
Функциональные характеристики
Поддержка механизмов качества обслуживания QoS
VLAN в соответствие с IEEE 802.1Q
Конфигурирование и мониторинг
Удаленное управление по протоколу OMCI
Обновление программного обеспечения: OMCI, HTTP
Физические характеристики и условия окруж. среды
Габариты - 112x100x32 мм
Напряжение питания адаптера - 220В/12В
Потребляемая мощность - не более 5 Вт
Рабочий диапазон температур от +5° до +40° С
Относительная влажность до 80%
На основе данных технических характеристик можно сделать вывод что данное оборудование будет оптимальным для абонентов коттеджного поселка «Ламбери».
Оптический разветвитель
Существуют два типа оптических разветвителей: планарные – PLC (Planar Lightwave Circuit) сплиттеры и сварные – Fused. Для данной работы мы выбираем планарный оптический разветвитель в пластиковом корпусе. Планарные сплиттеры являются широкополосными, имеют стабильные характеристики в диапазоне длин волн от 1260 до 1650 нм, что дает возможность использовать их в сетях PON, а также возможность использования с CWDM, DWDM технологиями. В отличие от сварных разветвителей, планарные имеют меньшее затухание на порт, способны работать в более широком диапазоне температур (от -45°C до +85°C), в то время как сплавные работают в диапазоне от -40°C до +75°C. Так же они меньше подвержены механическим воздействиям. Конструкция сплиттера представлена на рисунке 19.
Рисунок 19. Внешний вид сплиттера.
Волокно в таких сплиттерах идет в толстой защитной оболочке, что позволяет напрямую заводить выходы разветвителя в абонентский кросс. Это может обеспечить строительство системы PON с минимизацией затухания. Для данной работы будут использованы планарные разветвители 1х32. Технические характеристики разветвителя приведены в таблице 11.
Таблица 11. Технические характеристики разветвителя.
| Рабочая длина волны, нм | 1260-1650 |
| Вносимые потери (тип/макс), дБ | 16,6/17,1 |
| Неравномерность по каналам, Дб | 0,45 |
| Поляризационно-зависимые потери (макс.), дБ | 0,04 |
| Неравномерность в диапазоне длин волн, дБ | 1,0 |
| Направленность, дБ | 55 |
| Количество входов (коннектор) | 1 SC/APC |
| Количество выходов (коннекторы) | 32 SC/APC |
| Температура, °С | от -40°С до +85°С |
| Г абариты корпуса, мм | 120х80х18 |
| Масса, кг | 0,5 |
Оптическая муфта
Для данной дипломной работы была выбрана муфта МТОК-Л6/108-1КТ3645-К компании «Связьстройдеталь». Тупиковая муфта МТОК-Л6 предназначена для монтажа подвесных самонесущих ОК, оптических кабелей с вынесенным силовым элементом, а также городских кабелей любых конструкций, в том числе и с броней из стальной гофрированной ленты. В муфте предусмотрен овальный ввод для транзитной петли оптических модулей без разрезания. Выкладка петли модулей осуществляется на лотке с противоположной стороны от кассет. Способ герметизации корпуса с оголовником механический. Осуществляется при помощи эластичной кольцевой прокладки и армированного пластикового хомута с самозатягивающимся замком. Замок хомута сконструирован таким образом, что при открывании защелка трансформируется в рычаг, обеспечивающий легкое снятие хомута с муфты.
Способ герметизации вводов кабелей, осуществляется с помощью термоусаживаемых трубок ТУТ. Круглые патрубки на оголовнике муфты изначально герметичны и имеют ступенчатую форму с разными диаметрами. Срезая патрубок в определенном месте можно подобрать отверстие максимально близкое к диаметру вводимого кабеля. Таким образом, исключается излишнее натяжение ТУТ после усадки при вводе относительно тонких кабелей. Все патрубки муфты оснащены также индивидуальными узлами крепления ЦСЭ. Внешний вид муфты на рисунке 20.
Рисунок 20. Внешний вид муфты МТОК-Л6
Оптический кросс
Оптический кросс используется для концевой заделки оптоволоконного кабеля, распределения и коммутации оптических волокон посредством сварной и механической коммутации с дальнейшей защитой мест сварки от повреждений. Выделяют два типа кроссов: настенные и стоечные. Разница лишь в том, что настенные устанавливаются на стенах или перегородках поблизости от активного оборудования, а стоечные в специальные телекоммуникационные стойки и шкафы наряду с другим оборудованием. ОРК будут устанавливаться у каждого абонента. Для данной дипломной работы был выбран NTSS-WFOBMк-4-S00C0-SC/2LC компании «NTSS». Данный кросс является пассивным устройством, представляет собой стальной корпус со сплошной панелью до 4 портов SC/LC duplex, укомплектованный монтажным комплектом. Внешний вид оптического кросса представлен на Рисунке 21.
Рисунок 21. Кросс распределительный NTSS-WFOBMк
Монтажный комплект данного оптического кросса:
· Корпус NTSS-WFOBMк-4-S00C0-SC/2LC с крышкой - 1 шт;
· Пластиковый закрывающийся пакет - 1 шт;
· Пластиковые стяжки - 2 шт;
· Барашек для крепления крышки кросса - 1 шт;
· Ложемент - 1 шт;
· Планки для фиксации кабеля на задней стенке кросса - 1 шт;
· Болты для крепления планок фиксации кабеля на задней стенке - 2 шт.
· Болт заземления - 1 шт.
· Упаковка пластиковый закрывающийся пакет - 1 шт.
Конструктивные характеристики:
· Материал - сталь 1 мм;
· Габариты - 170х145х35 мм;
· Покрытие - цвет светло-серый (RAL7035 шагрень);
· Степень защиты - IP20;
· Гарантия - 1 год.
Линейные сооружения
Рассматриваемые в данной работе линейные сооружения можно разделить на два участка: магистральный и распределительный. Магистральный участок представляет собой волоконно-оптическую линию связи от здания АТС, расположенного в пос. Кузьмоловский до распределительного шкафа, расположенного в коттеджном поселке. На распределительном участке рассматривается строительство линии связи в самом поселке.
Магистральный участок
| 4,2 км |
| Прокладка кабеля ДПС-П-32У(4х8) 16кН (1 кН/см) |
| ГНБ |
Протяженность кабеля на магистральном участке составляет 4,2 км. На данном участке кабель ДПС-П-32У(4х8) 16кН (1 кН/см) прокладывается в грунт, начиная со Школьной улицы, затем переходит на шоссе на Железнодорожной улице, после чего на Шоссейную улицу и до ОРШ.
Распределительный участок
На распределительном участке прокладка кабеля осуществляется по опорам уличного освещения. Схема прокладки кабеля, расположения муфт и ОРШ приведены на рисунке 23. На данном рисунке обозначено расположение задействованных опор, а также расположение распределительных шкафов и оптических муфт.
Рисунок 23. Схема прокладки кабеля на распределительном участке
Схема организации связи
Рассматриваемая сеть абонентского доступа для жителей коттеджного послека «Ламбери» построена по топологии «дерево» и включает в себя планарные оптические разветвители 1х32. На магистральном участке кабель будет укладываться в грунт от здания АТС в пос. Кузьмоловский до ОРШ №1. Протяженность магистрального участка составляет 4,2 км. В магистральный кабель закладывается 6 волокон, каждое из которых имеет возможность подключить до 32 абонентов. Для подключения коттеджного поселка «Ламбери» будет использовано одно волокно, остальные пять волокон послужат для дальнейшего развития сети, и резерва. Рядом с коттеджным поселком «Ламбери» планируется стройка еще одного поселка, включающего в себя 136 абонентов, для дальнейшего подключения большинства из них было выделено 3 волокна, остальные два остаются на резерв.
Поселок условно разделен на два участка, каждый из которых подключен от собственного ОРШ. В первом участке мы подключаем 28 абонентов по существующим опорам связи, и оставляет 5 волокон на резерв. Кабель из первого участка идет в ОРШ 2. На втором участке планируется подключение 28 абонентов, 5 волокон идут на резерв.
Данная схема организации абонентского доступа позволяет наиболее
эффективно использовать сетевую емкость и обеспечивает возможность
развития сети с подключением новых абонентов. Схема организации связи
приведена на рисунке 24.
Рисунок 24 Схема организации связи
Заключение
В данной дипломной работе была спроектирована абонентская сеть широкополосного доступа на технологии PON для жителей коттеджного поселка «Ламбери», находящегося во Всеволожском районе, Ленинградской области. При проектировании данной сети было использовано активное оборудование компании «Eltex». В процессе проектирования был произведен выбор Активного оборудования, и пассивных компонентов, а также методы прокладки кабелей. В работе представлена Схема коттеджного поселка «Ламбери» с подключением абонентов на ней, и схема организации связи.
Спроектированная в данной дипломной работе сеть широкополосного доступа позволит жителям коттеджного поселка «Ламбери» получить телекоммуникационные услуги на высоком уровне.
Список используемой литературы
1. Карты «Яндекс». [Электронный ресурс] URL: https://yandex.ru/maps
2. Сайт компании «Eltex». [Электронный ресурс] URL: http://eltex-co.ru
3. Сайт компании «Связьстройкомплект». [Электронный ресурс] URL: http://svstk.ru/products/ulichnye-raspredelitelnye-opticheskie-ustrojstva-voks-u
4. Информационный сайт «NetCloud». [Электронный ресурс] URL: https://netclo.ru/raschet-opticheskogo-byudzheta-v-pon-setyakh/
5. Сайт коттеджного поселка «Ламбери» [Электронный ресурс] URL: http://lambery1.nichost.ru/
Реферат
Выпускная квалификационная работа: Применение технологий пассивной оптической сети абонентского доступа для обеспечения услугами связи жильцов клубного поселка "Ламбери". Пояснительная записка содержит: 65 страниц, 24 рисунка, 12 таблиц. Ключевые слова: Пассивная оптическая сеть (PON), сеть широкополосного абонентского доступа, услуги телекоммуникаций, волоконно-оптический кабель. В данной работе были рассмотрены вопросы организации сети абонентского широкополосного доступа в строящемся коттеджном поселке «Ламбери» во Всеволожском районе, Ленинградской области. Спроектированная сеть была построена на базе технологии пассивных оптических сетей (PON). В работе было использовано станционное и абонентское оборудование компании «Eltex». Так же описан выбор оптического кабеля и способ его прокладки, как на магистральном участке, так и на распределительном. В работе представлена схема организации связи для абонентов коттеджного поселка «Ламбери» и произведен расчет энергетического бюджета линии.
Содержание
Содержание. 8
Введение. 8
1 Характеристики коттеджного поселка «Ламбери». 11
2 Технологии “Последней мили». 13
2.1 Технологии xDSL. 13
2.1.2 Разновидности технологии xDSL. 14
2.1.3 Преимущества и недостатки технологии DSL. 17
2.2 Технологии FTTx. 18
2.2.1 FTTN и FTTC.. 19
2.2.2 FTTB.. 20
2.2.3 FTTH.. 21
2.3 Топологии сетей доступа. 22
2.3.1 Топология «Точка-точка» (P2P) 22
2.3.2 Топология «кольцо». 23
2.3.3 Топология «Дерево с активными узлами». 24
2.3.4 Топология «Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON» (P2MP) 25
2.4 Технология PON.. 26
2.4.1 APON / BPON.. 28
2.4.2 EPON ( GEPON ) 29
2.4.3 GPON.. 30
2.5 Вывод. 31
3 Выбор и характеристики активного оборудования. 32
3.1 Станционное оборудование. 32
3.2 Абонентское оборудование. 37
4. Выбор и характеристика пассивных компонентов. 41
4.1 Выбор технологии прокладки оптического кабеля. 41
4.2 Кабель для магистрального участка. 46
4.3 Кабель для распределительного участка. 48
4.4 Оптический распределительный шкаф.. 50
4.5 Оптический разветвитель. 52
4.6 Оптическая муфта. 53
4.7 Оптический кросс. 55
5. Линейные сооружения. 57
5.1 Магистральный участок. 57
5.2 Распределительный участок. 58
6. Разработка схемы организации связи. 59
6.1 Схема организации связи. 59
6.2 Расчет бюджета оптической мощности. 61
Список используемой литературы.. 64
Введение
На сегодняшний день стало модным жить на собственном участке и все больше людей стремятся уехать жить в пригород. В особенности это проявляется вблизи больших городов, таких как Москва и Санкт-Петербург. На данный момент прогрессивные застройщики стремятся застроить как можно больше благоприятной территории в пригороде. Они строят коттеджные поселки и различные малоэтажные застройки. С каждым годом застройка становится все более массовой, и все больше людей переезжают жить в пригород или покупают дачный участок. Но при этом городской житель хочет получать телекоммуникационные услуги не хуже, чем в городе. Требования же пользователей к качеству предоставляемых телекоммуникационных услуг только растут: все больше людей привыкли к высокоскоростному интернету, IP-телефонии и телевидению на высоком уровне. Чтобы удовлетворить потребности городского жителя, безусловно, необходима оптика.
Тема данной дипломной работы актуальна, так как в ней рассматривается конкретная задача по организации сети абонентского доступа в коттеджном поселке «Ламбери», Всеволожского района, Ленинградской области. Планируется подключение 54 абонентов в строящемся поселке, а также возможно подключение еще 1 коттеджного поселка, который планируют разместить вблизи. Наиболее востребованными услугами у жителей поселка являются: высокоскоростной интернет, цифровое телевидение и IP-телефония. Для предоставления вышеперечисленных услуг в данной дипломной работе проектируется современная широкополосная сеть доступа на базе технологии PON (Passive optical network, пассивные оптические сети). Рассмотренная в дипломной работе ситуация характерна для большинства населенных пунктов, находящихся вблизи больших городов.
В данной работе обоснован выбор станционного и абонентского оборудования, приведено описание используемого кабеля и пассивных компонентов, разработаны схемы прокладки кабеля на магистральном и распределительном участках, а также разработана схема организации связи. Правильность принятых решений в данной работе подтверждает расчет энергетического бюджета сети для наиболее удаленного абонента.
Характеристики коттеджного поселка «Ламбери»
Коттеджный поселок «Ламбери» (рисунок 1), в котором проектируется сеть абонентского доступа находится во Всеволожском районе, Ленинградской области. Рядом располагаются поселки: Кузьмолово, Савочкино, Энколово.
Рисунок 1. Расположение поселка.
В поселке предполагается строительство 54 коттеджей. По техническому заданию проектируемая сеть должна обеспечивать подключение не менее 50 % от числа всех жителей. В соответствии с поступившими заявками, планируется подключение 54 абонентов. Генеральный план поселка представлен на рисунке 2.
Рисунок 2. Генеральный План поселка.
Дата: 2019-07-31, просмотров: 422.
