Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Молодежная весна 2022

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
27.08.2022
Размер:
24.75 Mб
Скачать

Проектирование модели сети PON и её реализация в лабораторном стенде «Изучение характеристик сети PON»

А. Д. Ишенин

студент гр. ТК-18, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Целью данной работы является проектирование модели сети PON и ee реализация в лабораторном стенде «Изучение характеристик ceти PON».Aктуaльнocть дaннoгo прoeктa заключается в том,чтомoдeльceтиPONмoжeтиcпoльзoвaтьcявучeбныхцeлях для изучeния принципoв рaбoты дaннoй ceти.

Результатыпроекта,аименноподготовленныеметодические рекомендации, практические работы, цикл лабораторных работ по исследованию свойств и характеристик сети, сама модель сети, реализованная в лабораторном стенде, будет полезна как студентам, так и преподавателям.

Технология PON

Одна из основных задач, современных телекоммуникационных сетей доступа – проблема «последней мили», как проблема предоставления как можно большей полосы пропускания при меньших затратах.

Passive optical network (в переводе с англ. – пассивная оптическая сеть) – технология передачи данных имеет вид оптоволоконной сети, в которой для доставки трафика конечному абоненту используются бюджетные пассивные делители (сплиттеры) [1; 3].

Технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну, использующая волновое разделение трактов приема и передачи, благодаря которому реализуется одноволоконная древовидная топология «точ- ка-многоточка» с использованием пассивных сетевых элементов в узлах разветвления (рисунок).

31

32

Схема модели сети PON

Модель сети PON

Модель сети PON может использоваться для прогнозирования и будущей разработки, в целях поиска возможных неполадок и ошибок, а также в учебных целях для изучения данной технологии на практике [2].

В качестве предлагаемых решений планируется представить методические рекомендации по подготовке к лабораторным занятиям, которые будут включать в себя структурированный материал, облегчающий работу с установкой, и включающий в себя особенности изучаемой теории, технические методики [4], практические работы и рекомендации к их выполнению, а также задания для контроля знаний у учеников.

Задачи проекта:

спроектировать модель сети PON;

реализовать ее в лабораторном стенде «Изучение характеристик сети PON»;

подготовить теоретический материал, с целью дальнейшей разработки методических рекомендаций и лабораторных работ.

Предлагаемые решения

Составление методических рекомендаций:

теоретический материал и технические методики;

практические работы по изучению характеристик и работы сети PON и рекомендации по их выполнению;

задания для контроля знаний студентов.

Лабораторные задачи, которые могут выполняться студентами:

особенности построения кабельной инфраструктуры СКС для передачи охраняемой информации;

технические предложения и проектная документация;

телекоммуникационная фаза проектирования;

архитектурная фаза проектирования;

принципы проектирования PON;

правила противопожарной безопасности при проектиро-

вании.

Список литературы

1.Гребнев А. К. Оптоэлектронные элементы и устройства / А. К. Гребнев,В. Н. Гридин,В. П. Дмитриев;подред.Ю. В. Гуляева.М.: Радио и связь, 1998. 336 с.

2.Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: учеб. пособие для вузов / Ю. Л. Бобровникова, С. А. Корнилов, И. А. Кратиков

идр. / под ред. Н. Д. Федорова. М.: Радио и связь, 2002. 560 с.

33

3.Обработка результатов физического эксперимента: метод. указания / разраб. А. П. Дружинин, С. Ю. Бурилова. Чита: ЧитПИ, 1993. 32 с.

4.Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие. 18-е изд., стер. М.: Академия, 2010. 557 с.

5.Полунин А. С.ПассивныеоптическиесетиPON-гигабитныетехно- логиииновоепоколениеоборудования.Текст:электронный//Инженерный вестник. 2014. № 3. URL: http://www.linkc.ru/index.php/seti-dostupa/233- passivnye-opticheskie-seti-pon-gigabitnye-tekhnologii-i-novoe-pokolenie- oborudovaniya (дата обращения: 01.03.2022).

6.Виблый С. Г. Теория электрических цепей: учеб. пособие / С. Г. Виблый, И. В. Свешников, Ю. А. Цыпылов. Чита: ЧитГУ, 2009. 227 с.

Научный руководитель И. В. Свешников, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики и техники связи, Забайкальский государственный университет.

Проектирование учебно-лабораторного стенда оптического линейного тракта

иего реализация в учебном процессе

А. И. Кабаров1, Н. О. Миликузиев2

1 студент гр. ТКз-17

2 студент гр. ТК-18 1, 2 энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Реализация лабораторного стенда по «модели оптического линейного тракта» с использованием современных кабельных компонентов и разработка учебно-методических пособий по изучению показателей уровня сигнала в волокне по разной длине волны и разным способам соединения в кабельных системах.

Актуальность проекта заключается в постановке и проведении лабораторных работ по изучению оптического линейного тракта и применению теоретических знаний на практике, для получения навыков по измерению параметров волоконно-оптиче- ских линий связи.

Функционал лабораторного стенда

На базе данной установки могут быть выполнены следующие лабораторные работы:

1. Измерение коэффициента затухания.

34

2.Проведение измерений параметров волн на двух длинах волн 1310 и 1550 нм.

3.Исследования разных типов оптических разъёмных соединителей и делителей.

4.Изучение построения сетей связи по технологиям FTTb и

FTTh.

Для выполнения лабораторной работы по измерению коэффициента затухания потребуется следующий перечень оборудования:

– блок питания излучателя; – фотоприемник; – волоконно-оптический кабель;

– сплайс-кассета с различными типами соединителей оптического волокна.

Данная работа позволит произвести измерения на различных типах оптических соединителей используемых на сетях связи, таких как:

– неразъёмные соединители (сварка оптического волокна);

– разъёмные соединители типа FS-SC/APC, FS-FS;

– с использованием оптического сплитера различных комплектаций.

Для проведения работы по измерению параметров волокна в различных окнах прозрачности (1310 нм и 1550 нм) используется следующее оборудование:

Электронный блок «Источник оптического сигнала» (ИОС), который обеспечивает выполнение следующих функций [2]:

– генерацию оптического сигнала в диапазоне длин волн λ = 1,33 и 1.5 мкм с помощью встроенных лазерных диодов. Подключение его к внешним оптическим цепям осуществляется с помощью оптической розетки типа FC «оптический выход», выведенной на лицевую панель;

– управление режимом работы лазерного диода и схемы стабилизации оптической мощности;

– модуляцию излучения лазерного диода импульсным и аналоговым сигналом.

Электронный блок «Фотоприемник» (ФП), который обеспечивает выполнение следующих функций:

– регистрацию оптического сигнала в диапазоне длин волн λ = 1,33 и 1,5 мкм с помощью встроенного фотодиода;

35

подключение его к внешним оптическим цепям осуществляется с помощью оптической розетки типа FC.

Для выполнения лабораторной работы по исследованию оптических соединителей и делителей понадобится:

сплайс-касета;

различного типа аттенюаторы;

оптические делители (сплитер);

оптический патч-корд разных типов.

Работа проводится с целью изучения различные типы разъёмных соединителей и делителей на оптических сетях связи для изучениясхемыкоммутацииприиспользованииразличныхтопологий сети связи.

Исходя из практических заданий предыдущих лабораторных работ можно преступить к изучения технологий построения сети, будут рассматриваться две технологии – такие как FTTb и FTTh. Для проведения лабораторной работы по изучению технологии построения понадобится следующий перечень оборудования:

оптические патч-корды;

оптические аттенюаторы;

сплайс-кассета;

оптические делители (сплитер).

В данной работе рассматривается принцип построения сети по двум технологиям и дальнейшим моделированием этого стенда.

Список литературы

1. Гроднев И. И., Мурадян А. Г., Шарафутдинов Р. М. и др. Воло- конно-оптические системы передачи и кабели: справочник. М.: Радио и связь, 1993. 264 с.

2. Андреев В. А., Бурдин В. А., Попов Б. В., Польников А. И. Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи / под ред. Б. В. Попова. М.: Радио и связь, 1995. 200 с.

3. Гроднев И. И., Курбатов Н. Д. Линии связи: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Связь, 1980. 440 с.

4. Панкратов В. Г., Морозов Б. Н. Задания и методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Линии связи». М., 2002.

Научный руководитель И. В. Свешников, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики и техники связи, Забайкальский государственный университет.

36

Проектирование телевизионной студии вуза в целях производства медиаконтента телевизионного канала «Наука и образование» для вещания

в сетях кабельного телевидения оператора

А. Е. Никифоров

студент гр. ТК-18, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Массовая телекоммуникация, проникнув в социальную жизнь человека, стала неотъемлемой частью его повседневной жизни. В начале XXI века наиболее распространенным и влиятельным средством массовой информации остается телевидение, несмотря на распространение современных телекоммуникационных технологий. Большое количество людей проводят свободное времязапросмотромтелевизионныхканалов,ноэто,восновном, развлекательныеканалы.Существуетдостаточномногоиобразовательных программ, которые способствуют повышению уровня знаний зрителей. Одним из таких каналов может быть телевизионный канал «Наука и образование».

Сегодня зритель часто становится заложником телевизионных передач, которые оказывают воздействие на их сознание.

Телевизионнаястудия(студиятелевидения)–это,какправи- ло, специально оборудованное помещение, откуда производится вещание телевизионных передач или осуществляется их запись. Она должна включать в себя несколько технических помещений: необходимое пространство, в котором должны быть расположены видеокамеры и оборудование для телевизионной съемки; несколько помещений для режиссерской бригады; помещения для технического персонала; машинный зал. Съемочный павильон, полностью приспособленный для удобной и качественной съемки телевизионных программ, содержит средства специализированного освещения, оборудование и эффективную коммуникацию между участниками съемки. Кроме этого, телевизионная студия – комплекс следующих специализированных технических отделов:

-вещательный сервер (системный блок);

-программно-аппаратный комплекс для автоматизации телевещания (с программным обеспечением);

-оборудование для врезки сигнала.

37

Основная задача, решаемая в процессе монтажа, связана с принятием решений: режиссер, продюссер и монтажер решают, что исключить из конечного материала, какие инструменты и средства для этого использовать, как он будет выглядеть. Для записи необходимых для монтажа элементов репортажа, фильма, также для вывода готового материала на внешние носители используется внешняя плата ввода/вывода.

При создании телестудии, помимо основного оборудования используется определенное количество дополнительного. В основном, это – кабель, соединительные разъемы, розетки, фурнитура, устройства крепления, необходимые для соединения студийной аппаратуры в единую рабочую систему.

Главные (головные) станции кабельного телевидения используют для создания пакетов телевизионных услуг. Также можно выделить цифровые головные телевизионные станции, связующим звеном между различными форматами, источниками сигналов и абонентами. Имеются цифровые головные станции, спутниковые ТВ станции, аналоговые ТВ станции (например станции прямого усиления).

Головные станции в системах кабельного телевидения предназначены для обработки и приема телевизионных сигналов с целью их последующего распределения. Выходы центральной головной станции являются входами транспортной сети (радиорелейной или, оптической), роль которой заключается в доставке сигналов от оборудования головной станции к распределительным пунктам. Головная станция задает пороговые параметры сигнала, поэтому именно она определяет номинальное качество сигнала, приходящего в абонентский пункт.

Головная станция является одной из основных частей системы. От качества исходных сигналов будут зависеть все основные показатели системы.

Конфигурация головной станции зависит от поставленных задач, запланированных при проектировании сети: типа и количества транслируемых каналов, количества спутников которые принимают сигналы, системы кодирования. Разрабатывая модель сети кабельного телевещания, строящиеся по архитектуре FTTH/FTTB, требуется составить проектные решения: какую технологию использовать, DVB-C или IPTV.

38

Основным преимуществом IPTV является простота реализации интерактивных сервисов, поскольку IP-технология является двунаправленной. При этом чтобы обеспечить удобный и понятный абоненту пользовательский интерфейс, оператору приходитсявкладыватьзначительныесредствавболее«продвинутую» и дорогую систему middleware.

Технология DVB-C также позволяет организовать интерактивные услуги, такие, как, «виртуальный кинозал» (nVoD). Но если речь идет о сервисах, требующих передачи трафика методом unicast, то возникают проблемы обеспечения обратной связи и интерактивности с абонентом. Обычно добавление данных услуг выливается в необходимость совершения абонентом дополнительных действий, требующих повышения оплаты. Интерактивная технология IPTV позволяет абоненту самостоятельно составлять необходимые пакеты программ из списка, представляемого оператором, и менять условия подписки в любой момент времени. При этом провайдер может предоставлять как уже сформированные и готовые пакеты программ, взимая плату целиком за пакет, так и список программ, за каждую из которых абонент платит отдельно. Такие возможности могут предоставить системы условного доступа (CAS), например, CAS IPTV VeriMatrix.

Технология DVB-C имеет ограничения на предоставление контента по желанию пользователя. В основном это связано с удорожанием CAS DVB-C, при добавлении дополнительного пакета программ. В отличие от DVB-C, технология IPTV предоставляет провайдеру возможность мониторинга фактических объемов просмотра контента, что позволяет получать статистические данные, на основе которых можно определить предпочтения абонентов и определять текущий рейтинг программ в реальномвремени.Такиеданныедаютвозможностьобъединять абонентов для персонального предоставления рекламы.

IP-телевидение представляет провайдеру возможность организовывать принципиально новую бизнес-модель, недоступную для технологии DVB-C.

Любой коммерческий проект начинается с оценки затрат, чтобы понять, в какую сумму оператору может обойтись вне-

дрение DVB-C или IPTV.

39

Траты на реализацию цифрового телевидения по технологиям DVB-C и IPTV при различных типах коммутации для вещания 60 спутниковых каналов для DVB-C наиболее оптимальным в сегменте брендового оборудования на сегодняшний день является решение от компании Teleste на базе платформы DVX/DVBсATM-коммутацией,адляIPTV–эторешениеотком-

пании TandbergTelevision с IP-коммутацией.

Для того, чтобы передавать телевизионные сервисы внутри сети, необходимо, в первую очередь, их принять, а после зашифровать. Чтобы их получить, можно использовать разные источники:

-спутниковое вещание (DVB-S/S2);

-напрямую из студии (Sdi или готовый Multicast);

-собственные сервера вещания контента (готовый

Multicast).

Сигнал, который поступает со спутника транслируется уже

внужном формате MPEG2TS, что позволяет уменьшить дальнейшую обработку к минимальному значению после того, как его дешифруют. Разные потоки собираются на специализированных устройствах – мультиплексорах, дальше происходит шифрование системой условного доступа. После этого потоки подаются в магистральную сеть для передачи на головные станции, находящиеся в округах.

Сигналы от телевизионных студий, которые получают в исходном формате SDI, нужно изначально преобразовать в формат MPEG-2/4. Для этих целей используются MPEG-кодеры. На выходах из кодера появляется обычный Multicast-поток, который соответствует стандарту кабельного вещания MPEG2-TS. Только сжатые потоки попадают на вход мультиплексора, а после на систему скремблирования.

Любые платные телеканалы следуют через серверы, с помощью которых осуществляют скремблирование, чтобы защитить контент от несанкционированного просмотра без подписки.

После того, как обработаны телеканалы пакета DVB-C с помощью системы шифрования, Multicast-потоки распространяются по сети IP на соседние головные станции. Стандарт DVB-C предполагает передачу медиаконтента на телевизор через всеми известный коаксиальный кабель. Данный стандарт и был разработан именно для вещания цифрового телевидения по кабельным сетям.

40