5.1 Расчёт объёма мультисервисного трафика на одного абонента
При расчёте скорости передачи данных на одного абонента в сети PON следует учесть, что клиент не всегда находится в сети, а если и находится, то не всегда использует всю ёмкость отведённого под него канала.
Коэффициент разветвления в оборудовании GPON может составлять: 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64. Если для проектируемой сети выбрать коэффициент разветвления 1:64, то максимальное число ONT, подключённых к одному порту OLT, будет составлять 64 единицы.
Скорость нисходящего потока GPON на каждый оптический сегмент сети составляет 2500 Мбит/с, значит, на один ONT приблизительно приходится 2500/64 = 39 Мбит/с. Имеются статистические данные, что одновременно в сеть включено не более 50% ONT, тогда скорость на один ONT возрастает до 78 Мбит/с. На основе анализа опыта телекоммуникационных операторов известен тот факт, что не все пользователи активно используют канал связи (торрент и прочее). Из всех активных в единицу времени пользователей, качающих с максимальной скоростью не более 50%. В итоге скорость на один ONT составит около 156 Мбит/с. Этой скорости вполне достаточно даже с учётом увеличения запросов пользователей на 5 - 10 лет вперёд. Такая скорость обеспечит абонентам не только доступ к Интернету и локальной сети оператора, а также возможность организации различных интеллектуальных услуг: видеонаблюдения, работы систем сигнализации, организации при желании абонентов сервисов типа «Умный дом», 3DTV и т.д.
Для расчёта комплектации необходимого оборудования и расчёта числа волокон в оптическом кабеле рассчитаем число оптических сегментов (деревьев) Nс в проектируемой сети GPON. Для этого надо общее число абонентов Nобщ поделить на коэффициент разветвления (число абонентов в одном оптическом сегменте, Кр = 64).:
Nс = Nобщ/ Кр (5.1)
Полученную цифру следует округлить до целого значения в большую сторону.
5.2 Разработка схемы организации связи для проектируемого участка сети gpon
Рисунок 5.1 – Структурная схема сети GPON в многоквартирном доме
Сеть PON состоит из трех основных участков:
станционный участок - это оборудование OLT, WDM мультиплексор и ODF (оптический кросс высокой плотности), смонтированные на узле электросвязи в помещении АТС;
линейный участок - это совокупность ВОК (волоконно-оптического кабеля), ОРШ (оптического распределительного шкафа), ОРК (оптической распределительной коробки), сплиттеров, коннекторов и соединителей, располагающихся между станционным и абонентским участками (участок между ODF и ОРК).
Абонентский участок - это персональная абонентская разводка одноволоконным ВОК (реже двухволоконным или четырехволоконным) от элементов общих распределительных устройств (ОРК) до ОРА (оптической абонентской розетки) и активного оборудования ONT (оптического сетевого окончания) в квартире абонента.
OLT располагается в помещении АТС, район обслуживания которой определяет зону охвата PON. Линейные порты оборудования OLT подключаются к ODF с помощью оптических шнуров.
ODF предназначен для распределения ВОК по направлениям, перекроссировки (коммутации) и соединения линейного ВОК со станционным ВОК.
Линейный участок состоит из: магистрального участка - это ВОК, подвешиваемый на опорах освещения, или прокладываемый в каналах кабельной канализации, или в грунте от ODF на АТС в направлении сконцентрированной группы абонентов (многоэтажная застройка, частный сектор) и заканчивающийся ОРШ, и распределительного участка - это ВОК, прокладываемый от ОРШ до ОРК преимущественно внутри зданий по вертикальным стоякам.
При отсутствии места для установки ОРШ на первом этаже допускается установка ОРШ на внутренней стене здания в цокольном этаже, чердаке или в средней части здания.
ВОК распределительного участка выходит из ОРШ и прокладывается внутри зданий по подвальным этажам и техническим подпольям, по вертикальным стоякам или в металлорукаве (поливинилхпоридной трубе) по лестничным клеткам через все этажи.
Эксплуатационный запас ВОК для вертикальной прокладки длиной 15-20 метров рекомендуется предусматривать на последних этажах здания. Запас сматывается в бухту диаметром 0,25 м, которая укладывается в ОРК или слаботочную нишу и подвязывается к их металлическим конструкциям.
Абонентский участок или абонентская разводка - это участок сети от этажной ОРК до помещения абонента, включая ОРА. В абонентский участок также входит активное оборудование на стороне абонента (ONT, ONU), которое находится под управлением оператора электросвязи.
Для подключения ОРА к ОРК рекомендуется использовать патч-корд, пигтейл или вытянутое ОВ из модуля многомодульного ВОК распределительного участка.
Монтаж компонентов сети в квартире абонента должен предусматривать: монтаж ОРА на минимальном расстоянии от входа в квартиру (в коридоре); монтаж индивидуального устройства ONT в удобном для абонента месте.
Для подключения к ONT/ONU телефонов может использоваться витая пара категории 3, для подключения компьютеров - витая пара категории 5, для подключения приставки IP-телевидения - витая пара категории 5, для подключения телевизоров - коаксиальный кабель.
Проектируемая мультисервисная сеть должна быть надежной и живучей. Однако, архитектура сети GPON не позволяет использовать кольцевые топологии. Проблему организации резервирования можно частично решить за счёт подключения проектируемого участка сети к двум географически разнесённым узлам агрегации (АТС). Cхема организации проектируемой сети GPON в многоквартирном доме представлена на рисунке 5.2.
Для реализации резервирования от двух разных АТС в ОРШ необходимо использовать разветвитель 2xN. В нормальном режиме при отсутствии повреждений волокон основной канал (от узла агрегации 1 до ОРШ) является активным, и по нему организуется дуплексная передача. Резервный канал – (от УА-2 до ОРШ) неактивный – лазерный диод на УА-2 выключен. Если повреждается идущее от УА-1 волокно основного канала, то автоматически активизируется приемо-передающая система УА-2.
Концепция PON-дерева предполагает, что пассивная сеть может быть построена на базе комбинации любых делителей с учётом соблюдения основного правила: каждое дерево нельзя делить больше, чем на 64 абонента с соблюдением оптического бюджета системы 30дБ.
Рисунок 5.2 – Схема организации связи на проектируемом участке сети GPON
Простейшей топологией, применяемой в сетях PON, является «звезда» – это деление «родительского» волокна на 64 направления. Вариаций «звезды» много: 1х4+1х16; 1x2 + 1x4 + 1x8; 1x2 + 1x8 + 1x4; 1x4 + 1x2 + 1x8; 1x4 + 1x8 + 1x2; 1x8 + 1x2 + 1x4; 1x8 + 1x4 + 1x2 и другие.
Но наиболее часто в городских сетях применяют две топологии: «звезда» с использованием делителя 1х64 и «звезда» с использованием группы делителей 1х32+1х2. Вариант с использованием группы делителей менее распространён, но также имеет место быть. Для построения такой звезды нужно три делителя: два 1х32 и один 1х2.
При выборе оптического кабеля следует также учесть, что ОК производят с определённым числом ОВ: 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 96…
Поскольку общее число оптических сегментов в проектируемой сети равно Nс, то от каждой из АТС планируется проложить оптический кабель с числом волокон не менее Nс (плюс два ОВ – одно резервное волокно и одно ОВ для развития сети в будущем).
Схема разводки оптического кабеля в подъезде приведена на рисунке 5.3. Два оптических кабеля (от каждого из УА) из КТК заводятся в колодец телефонной канализации, где с помощью придомовой оптической муфты они расшиваются на отростки. Число отростков должно быть равно числу жилых домов на проектируемом участке сети. Каждый из отростков заводится в соответствующий жилой дом и расшивается на кроссе в ОРШ. В ОРШ размещаются сплиттеры 2x64 (один или несколько). К выходам сплиттеров подключается подъездный распределительный кабель, который через стояк кабельной канализации поднимается на верхние этажи. На каждом этаже (или через этаж) из кабеля извлекается один оптический модуль (или несколько волокон) и вводится в этажную оптическую распределительную коробку ОРК. Оттуда с помощью оптических шнуров оптическое волокно заводится в каждую из квартир, где оно подключается к оптической розетке. К этой оптической розетке с помощью патчкорда подключается ONT.
Рисунок 5.3 – Схема разводки оптических кабелей в подъезде