Проектирование сети доступа в зданиях средней и большой этажности. Учебное пособие для студентов направления подготовки 09.03.02 «Информационные систе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра систем автоматизированного проектирования и моделирования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ДОСТУПА В ЗДАНИЯХ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ ЭТАЖНОСТИ

Астрахань, 2024

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ДОСТУПА В ЗДАНИЯХ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ ЭТАЖНОСТИ

Учебное пособие

©В. В. Соболева, О. А. Моглова, 2024

©ГБОУ АО ВО «Астраханский государственный архитектурно-строительный университет», 2024

ISBN 978-5-93026-212-4

Об издании: 1, 2

2

УДК 004.7 (086.76)

ББК 32.973.202 С54

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом Астраханского государственного архитектурно-строительного университета

Авторы:

Вера Владимировна Соболева,

кандидат педагогических наук, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования и моделирования

Астраханского государственного архитектурно-строительного университета;

Оксана Анатольевна Моглова,

старший преподаватель кафедры систем автоматизированного проектирования и моделирования

Астраханского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной информатики Астраханского государственного технического университета

А. А. Олейников;

кандидат физико-математических наук, доцент, профессор кафедры технологии материалов и промышленной инженерии Астраханского государственного университета им. В. Н. Татищева В. В. Смирнов

Проектирование сети доступа в зданиях средней и большой этажности [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии» / В. В. Соболева, О. А. Моглова. – Электрон. текстовые данные (0,98 Мб). – Астрахань : Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, 2024. – 1 опт. диск (CD-R).

В пособии рассматриваются вопросы применения теоретических основ в практических методах проектирования сетей доступа в зданиях средней и большой этажности. Даны указания в части расчетов параметров сетей доступа, разработки необходимых схем в зданиях средней и большой этажности, овладение которыми будет полезно студентам, занимающимся задачами проектирования телекоммуникационных систем и сетей связи.

Пособие адресовано студентам, изучающим дисциплину «Инфокоммуникационные системы и сети» в рамках направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии».

ISBN 978-5-93026-212-4

Минимальные системные требования для воспроизведения электронного издания:

Процессор с тактовой частотой 1,5 ГГц и выше, Windows 7 SP1/8, 8.1/10, 1 ГБ ОЗУ, 380 МБ свободного пространства на жестком диске; программа для чтения файлов формата

PDF, наличие CD\DVD-привода.

© В. В. Соболева, О. А. Моглова, 2024 © ГБОУ АО ВО «Астраханский государственный

архитектурно-строительный университет», 2024

ДАЛЕЕ

3

Издание публикуется в авторской редакции

Техническая обработка и подготовка материалов

А. А. Цимановича

Подготовлено к изданию 29.03.2024

Астраханский государственный архитектурно-строительный университет 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 18 Тел./факс: (8512) 49-42-15

Е-mail: iic@aucu.ru

Заказ № 4463 Тираж 200 экз. (первый завод – 10 экз.)

Записано на материальный носитель в Астраханском государственном

архитектурно-строительном университете (Информационно-издательский центр) 414056, г. Астрахань, ул. Татищева,18 Тел./факс: (8512) 66-72-24; 66-72-26

Е-mail: iic@aucu.ru

4

5

ВВЕДЕНИЕ

В условиях постоянного развития цифровых технологий, потребность в предоставлении услуг передачи данных непрерывно возрастает. В современном мире, полностью ориентированном на цифровую обработку информации, быстрый и стабильный доступ к сети становится необходимостью. Сети доступа, которые доходят до домохозяйства и предназначены для подключения конечного пользователя, должны обеспечить передачу данных

вего домашнюю сеть, которая становится все более мультимедийной. Развитие мультимедийных технологий приводит к тому, что на стороне конечного пользователя постоянно увеличивается потребность в увеличении скорости соединения, то есть полосе пропускания, которая может быть обеспечена только при построении широкополосных сетей.

Втоже время не прекращается строительство новых многоэтажных зданий средней и большой этажности, а проектирование сетей доступа

вновых зданиях становится неотъемлемой и актуальной задачей. Проектирование сети доступа требует не только грамотного подхода к проектированию сетей связи, но и специфики строительства зданий.

Данное пособие адресовано студентам, изучающим дисциплину «Инфокоммуникационные системы и сети», направления подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии».

6

1.Основные положения

Внастоящее время на территории России большая часть сетей доступа операторов построена при использовании технологии FTTx.

Взависимости от условий использования различают несколько конфигураций FTTx:

1) FTTB – Fiber To The Building (прокладка оптического волокна (ОВ) до здания);

2) FTTH – Fiber To The Home (прокладка оптического волокна (ОВ) до квартиры).

Конфигурация FTTB получила массовое распространение, и в настоящее время большая часть сетей операторов связи в России в многоквартирном секторе построена при использовании данной конфигурации. Подключение

ксети передачи данных новых строящихся домов продолжается также по технологии FTTB. Но, на ряду с использованием конфигурации FTTB, все большую популярность приобретает FTTH.

Технология FTTH подразумевает прокладку ОВ непосредственно до квартиры или частного дома абонента. Существуют два варианта для организации таких сетей: на базе PON и на базе Ethernet. Второй вариант не получил массового распространения, так как имеет такие недостатки как малая возможность масштабирования такой сети и необходимость использования больших емкостей оптических кабелей, что влечет значительное увеличение капитальных затрат при строительстве сети. Второй вариант сети – FTTH/PON – получил широкое распространение, и на сегодняшний день именно он используется для построения сетей доступа в городах при многоэтажной застройке. Данный вариант существенно экономит распределительный волоконно-оптический кабель, вследствие чего снижаются капитальные затраты. К существенным недостаткам сети FTTH/PON следует отнести неустойчивость, то есть при выходе из строя точки терминации оптической сети нарушается работа всей сети участка, а также сложность процесса поиска неисправности.

PON (Passive Optical Network) – пассивная оптическая сеть. Такая сеть

представляет собой, распределительную волоконно-оптическую сеть с пассивными оптическими делителями (сплиттерами), которые не требуют дополнительного обслуживания и электропитания. Такая сеть, как правило, имеет древовидную структуру и имеет возможность наращивания точек подключения.

Оборудование пассивной оптической сети (PON) включает в себя оптический терминал OLT (optical line terminal), который располагается на сетевом узле (точке присутствия) или на АТС. Из сетевого узла каждое волокно направляется к пассивному оптическому сплитеру, а затем выполняется разветвленное подключение до конечных пользователей. Каждый пользователь имеет оптический сетевой модуль ONU (optical network unit) в точке

7

2. Элементы инфраструктуры сети

Ниже приведены основные элементы инфраструктуры оптической сети FTTH от узла доступа до домохозяйства (помещения абонента):

сетевой узел или точка присутствия, обычно располагаемые

вотдельных помещениях или зданиях;

линейный кабель – волоконно-оптический кабель большой емкости, как правило прокладываемый в кабельных каналах кабельной канализации или подвешиваемый на опорах связи или сети электропередачи;

первичная точка концентрации волокон – оптические муфты, которые обеспечивают простой доступ к волокнам. Они могут быть размещены

вколодцах кабельной канализации или на опорах, также могут быть использованы уличные шкафы (без активного оборудования), имеющие большую оптическую емкость;

распределительный волоконно-оптический кабель – это волоконнооптический кабель средней емкости, размещенный в каналах кабельной канализации или подвешиваемый на опорах;

вторичная точка концентрации волокон – оптическая муфта небольшого размера, обеспечивающая легкий доступ к оптическим волокнам и монтируемая

вколодцах кабельной канализации на опорах. Так же могут быть использованы уличные шкафы (без активного оборудования), имеющие среднюю или небольшую оптическую емкость и позволяющие ввести большое количество абонентских волоконно-оптических кабелей;

абонентский кабель – волоконно-оптический кабель малой емкости или отдельные волокна, прокладываемые в каналах для непосредственного подключения абонентов;

внутренняя кабельная разводка – придомовые оптические распределительные устройства, кабель межэтажной разводки и оконечное абонентское устройство, которое может быть частью ONU.

Узел доступа, называемый также сетевым узлом или точкой присутствия, является начальной точкой всей волоконно-оптической сети. Функционально узел доступа предназначен для размещения всего активного приемопередающего оборудования поставщика услуг, а также для распределения и коммутации оптических волокон, приходящих от активного оборудования, с волокнами магистральных кабелей. При проектировании физический размер узла доступа определяется исходя из размеров и емкости сети FTТH с учетом будущего развития.

Узел доступа может быть размещен в отдельном помещении существующего здания или в отдельном здании. Кабели магистральной сети, входящие в сетевой узел, оканчиваются и направляются к активному оборудованию. Выходящие линейные кабели сети FTТH также оканчиваются и подключаются к активному оборудованию. Для окончания волокон магистральных и линейных кабелей, а также для организации выкладки и

9

проведения необходимой коммутации волокон используются отдельно стоящие оптические кроссы. Узел доступа относят к объекту закрытого типа, в котором должны быть установлены системы климат-контроля, охранной, пожарной сигнализации, а также обеспечиваться защита от механических повреждений всего установленного оборудования.

Линейные кабели направляются от узла доступа к первичной точке концентрации волокон и могут быть проложены на расстояние нескольких километров. Количество волокон в кабелях зависит от топологии сети.

Первичная точка распределения волокон

Линейные кабели большой емкости должны преобразовываться

враспределительные кабели меньшей емкости. Это происходит в первичной точке распределения волокон сети FTTH. В этом случае волокна линейного кабеля разделяются и сращиваются с волокнами группы разветвительных кабелей. Все точки окончания и распределения волокна на сети FTTH следует рассматривать как точки распределения волокон. Термин FCP обычно используется как общее название всех таких точек и классифицируется как «первичная» или «вторичная» точка в зависимости от местоположения

впределах сети. В идеальных условиях первичную точку FCP следует располагать как можно ближе к конечному пользователю, что приводит к уменьшению длины распределительных кабелей, и тем самым минимизируются расходы на строительство. Устройство FCP может иметь вид оптической распределительной муфты, устанавливаемой в колодце или подвешиваемой на опорах кабельной канализации, и предназначенной для сращивания большого количества волокон. В качестве альтернативы возможно использование шкафов наружной установки. В любом случае, устройство FCP должно обеспечивать быстрый и удобный доступ к волокнам для проведения реконфигурации (модернизации) сети или технического обслуживания. Муфты, устанавливаемые в колодцах или подвешиваемые на опорах кабельной канализации, относительно защищены от несанкционированного доступа.

Распределительные кабели имеют среднюю емкость и предназначены для соединения точки FCP с точкой концентрации абонентов (жилыми зданиями). Кабели могут прокладываться в каналах кабельной канализации, непосредственно в грунте или подвешиваться на опорах. Распределительные кабели имеют гораздо меньшую, чем линейные кабели, емкость и внешний диаметр.

Внекоторых случаях возникает необходимость распределить оптические волокна в пределах сети до их подключения к конечному пользователю. Как и в случае первичной точки FCP, вторичная точка распределения волокон FCP должна обеспечивать функции удобного и быстрого соединения и распределения волокон. На вторичной точке FCP волокна распределительных кабелей разделяются и сращиваются с индивидуальными волокнами

10