1.3 Характеристика волоконно-оптичних мереж доступу

Розвиток технології оптичних кабельних систем і поступове витіснення традиційних металевих кабелів оптичними призвело до появи концепції оптичних широкосмугових мереж доступу. Дана концепція отримала назву FTTx (Fiber Transport Тo «x», тобто - оптична транспортна мережа до точки «х»). На сьогоднішній день під FTTx розуміють сімейство технологій різної структури: - FTTH (Fiber Те The Home) - оптична система передачі до квартири (приватного будинку);

- FTTB (Fiber Те The Building) - оптична система передачі до будівлі; - FTTC (Fiber Те The Curb) - оптична система передачі до розподільної коробки; - FTTO (Fiber Те The Office) - оптична система передачі до офісу:

- та інші.

Рисунок 1.2 показує суть концепції FTTx. З рисунка видно, що в основі будь-якої оптичної мережі доступу лежить взаємодія елементів мережевого OLT (Optical Line Terminal) і термінального ONT (Optical Network Terminal) оптичних закінчень. Залежно від розміщення ONT на ділянках абонентської лінії доступу розрізняються і технології FTTx. Сучасні оптичні кабельні системи забезпечує практично необмежену смугу передачі. Застосування на оптичних кабелях принципів спектрального мультиплексування WDM дозволяє забезпечувати на одному кабелі швидкість до кількох террабіт за секунду. Разом з тим вартість ONT поки досить велика, щоб розміщувати такі пристрої в кожній квартирі. Тому оператори цілком резонно вибирають технологію FTTx в тому випадку, коли мова йде про нове будівництво. Оскільки перспектива використання оптичного кабелю виглядає значно краще, ніж традиційної кручений пари.

Динамічний розвиток ринку FTTx багато в чому обумовлено підвищеним інтересом користувачів до нових типів контенту з графікою і відео високої якості. Розвиток соціальних мереж, які генерують велику кількість контенту, додатки прямого обміну файлами (Р2Р-мережі) породжують симетричні потоки трафіку на противагу широко поширеним раніше клієнт-серверним додаткам з асиметричним трафіком. Все це призводить до того, що рішення на базі Ethernet орієнтовані на використання оптичних ліній зв'язку стали найкращим чином відповідати новим вимогам ринку. Саме концепція FTTx стала визначати стратегію використання оптичного кабелю в абонентській кабельної мережі. Подальшу побудова мережі доступу і вибір конкретної реалізації проекту вимагає від операторів опрацювання конкретних конфігурацій мережі і рішень питання, про місце оптичні системи в абонентських кабельних мережах. У результаті з'явилися спеціальні рішення «оптичної останньої милі» і змішаних мідно-оптичних мереж доступу. Таким чином головною складністю реалізації даної концепції є вибір місця для точки «x» - межі між оптикою і міддю. [1]

2. Проектування мережі доступу

2.1 Технічне завдання на проектування

Об’єктом проектування є новий житловий мікрорайон у м. Вінниця, який на теперішній час знаходиться на останньому етапі будівництва та планується до здачі в експлуатацію на прикінці 2014 року. Житловий масив розташований по вул. Миколаївській та уявляє собою групу багатоповерхових будинків які розташовані на відстані 20-50 метрів один від одного. Кожний з будинків уявляє собою цеглову споруду із п’ятьма поверхами. Відповідний план розташування будинків об’єкту проектування наведений на рисунку 2.1

Рисунок 2.1 – План розташування будинків об’єкту проектування

Загальна кількість окремих будинків на об’єкті проектування становить 22. При цього всі будинки мають однотипну конфігурацію (типовий проект). Кожен із будинків має п’ять поверхів із чотирма квартирами на кожному. Таким чином загальна кількість потенційних абонентів на об’єкті проектування становить 440 абонентів. Кожен із будинків на етапі будівництва оснащується окремим стояком для прокладки телекомунікаційних мережі, який розташовано в парадній та закінчується на технічному поверсі (підвалі). Зовнішні телекомунікації до будинку повинні підходити по кабельній каналізації, ввід якої до кожної із парадних передбачено на стадії проектування масиву. На рисунку 2.2 наведено структурну схему розташування будинків мікрорайону із планом кабельної каналізації та відповідною відстанню поміж ними.

Для об’єкту проектування необхідно побудувати мережу доступу. Розроблюване рішення повинна враховувати наступні вимоги:

1. Забезпечити високошвидкісний доступ до мережі Інтернет.

2. Передбачити можливість подальшого розширення кількості надаваних послуг, в тому числі, проектована мережа повинна мати можливість надання послуг ір-телебачення.

3. По можливості мінімізувати кількість активного мережного устаткування, яке планується використовувати на мережі..

Рисунок 2.2 – План кабельної каналізації та відстань поміж будинками

2.2 Розробка архітектури проектованої мережі

В якості провайдера телекомунікаційних послуг для якого здійснюється проектування мережі, виступає Публічне Акціонерне Товариство «Укртелеком». Компанія «Укртелеком» є одним з провідних провайдерів сучасних інформаційних послуг на території Украйни, яка надає такі послуги як:

- місцевий телефонний зв’язок;

- міжміський та міжнародний телефонний зв’язок;

- мобільний зв’язок;

- високошвидкісний доступ в мережу Internet;

- інтерактивне ір-телебачення;

- інші послуги.

Відповідно до концепції розвитку компанії, яку розробило та впроваджує нове керівництво, відбувається перехід від побудови мереж доступу на базі сімейства технологій xDSL, які використовують існуючі кабельні ліній зв’язку, до технологій сімейства FTTx, які орієнтовані в першу чергу на об’єкти із великою щільністю абонентів та використовують оптичні лінії зв’язку.

Враховуючи проведений в першому розділі аналіз технологій доступу та вимоги замовника, щодо проектованої мережі, в якості технології доступу планується використовувати технології оптоволокно-до-будинку (FTTB – Fiber to the building). Такий вибір перш за все обумовлений тим, що на об’єкті проектування існує декілька окремих будівель, які територіально розташовані менш ніж у 100 м одна від одної. Крім того всі будинки житлового масиву мають однотипну конфігурацію, а отже це спростить розробку технологічного рішення, яке буде уніфікованим та дозволить в подальшому розширити мережу доступу. В якості топології мережі планується використовувати топологію «ієрархічна зірка». При цьому на мережу буде виділено тільки 2 рівня ієрархії мережі: рівень доступу та рівень розподілу. Таке рішення передбачає для кожного із будинків масиву організацію вузла доступу, в якому буде установлено комутатор. Від цього комутатора мідним кабелем по внутрішньо будинковій розводці будуть підключатись кінцеві термінали користувачі (комп’ютери, ноутбукі, Wi-Fi-маршрутизоатори тощо). Окрім візла доступу буде організовано центр комутації, в якому буде розташовано комутатор розподілу. До цього комутатора буде оптичними лініями підключено все комутатори рівня доступу, а також інше устаткування провайдера, яке може буди задіяно в процесі надання кінцевих послуг. Наприклад, оскільки в подальшому на мережі доступу планується надавати послуги ір-телебачення, організація виділеного вузла комутації дозволить підключити сервера відео по запиту (VOD – Video on Demand) якнайближче до споживача, тим самим мінімізувавши значення затримки, а отже підвищить якість надання послуги.

Розробимо структурну схему архітектури проектованої мережі та дамо характеристику кожного з її елементів. (див. Рисунок 2.3).

1. Кінцевий абонентський термінал – будь який пристрій, що оснащений відповідним інтерфейсом (Fast Ethernet) та виступає споживачем послуги. На початковому етапі побудови мережі, коли основною послугою буде доступ до ресурсів мережі Інтернет, в якості кінцевого абонентського термінала буде виступати персональний комп’ютера або його портативна версія. Також допускається використання на стороні користувача Wi-Fi – маршрутизатора, який підтримує використовуваний на мережі тип авторизації. Проте надалі, коли на мережі планується додавання послуги IPTV, в якості абонентського термінала буде виступати спеціалізований пристрій. Цей пристрій фактично є невеликим комутатором, який підтримує теологію 802.1q, який передбачає організацію окремого vlan-а для кожної окремої послугу. Наприклад, до перших двох портів такого приладу можна підключити телевізори для отримання послуги ір-телебачення, а ще до двох портів – два персональні комп’ютери для доступу в мережу Інтернет. Крім того ці пристрої має вбудовані функції віддаленого керування, що спростить їх експлуатацію та дозволить швидко налагодити підключення тієї чи іншої послуги абонентам мережі.

2. Рівень доступу – включає в себе два головних компоненти: кабельна ділянка від порту абонента до комутатора доступу та безпосередньо комутаційне обладнання рівня доступу. Для підключення кожного окремого кінцевого абонентського терміналу всередині будинку буде використовуватись мідний кабель типу вита пара. Прокладка кабелю буде здійснюватись всередині телекомунікаційного стояку до поверху абонента. На ділянці від стояку до кварти абонента кабель буде прокладатись в декоративних коробах. Крім того передбачається запас кабелю в 15 м для прокладки всередині квартири абонента для зручності організації кінцевого підключення.

Головним елементом рівня доступу є комутатори доступу до яких підключається кінцеві користувачі. Фактично ці комутатори організують так звану точку присутності. В загальному розумінні під точкою присутності провайдера розуміють виділену одиницю комунікаційного обладнання, яке знаходиться якнайближче до місця концентрації потенційних користувачів, та надає можливість забезпечити користувача відповідною послугою. Тип комутаційного обладнання точки присутності залежить в першу чергу від

Рисунок 2.3 – Архітектура проектованої мережі

технологій останньої милі ( в нашому випадку FTTB), та кількості абонентів мережі. В якості обладнання рівня доступу планується використовувати

інтелектуальні Ethernet комутатори із відповідною кількістю мідних та оптичних портів. Вибір специфікації обладнання рівня доступу, а також конкретної моделі відповідного виробника, буде здійснено в одному із подальших розділів.