Выпускная квалификационная работа бакалавра (стр. 3 )

Технология PON имеет ряд перечисленных ниже неоспоримых преимуществ перед другими технологиями:

—  невысокая стоимость построения сети. Технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества абонентских терминалов, что способствует значительной экономии волокон;

—  низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети;

—  возможность постепенного наращивания сети. Ввод новых узлов не оказывает влияния на действующую сеть;

—  перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;

—  надежность. Использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них;

—  высокая гибкость. Построение распределительной сети по технологии PON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTx;

—  возможность оказания услуг Triple Play.

Семейство FTTx — все дело в последней букве, которая определяет конечное место. FTTx — целое семейство оптико-волоконных технологий, призванных для обеспечения оптической связью. FTTx позволяет подвести в дом широкополосный интернет, телефонную связь, FTTx также дает возможность наслаждаться цифровым телевещанием. «Х» — точка, определяющая до какого места, доходит оптическое волокно (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Семейство FTTx

В семейство FTTx входят различные виды архитектур:

—  FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла;

—  FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов;

—  FTTB (Fiber to the Building) — волокно до здания;

—  FTTH (Fiber to the Home) — волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).

Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.

FTTN — Fiber to the Node, «оптика до сетевого узла». FTTN одна из первых технологий связи. В настоящее время FTTN используется в качестве эконом варианта, так как не требует большого количества затрат. Если на местности развита кабельная инфраструктура, то FTTN достаточно просто подключить оптику до сетевого узла. Сейчас FTTN используют лишь в дальних районах, там, где протягивать оптику слишком сложно.

FTTC — Fiber-To-Carb, что значит, «оптика до группы домов». FTTC самая доступная по своей стоимости технология, именно с FTTC начиналась конструкция оптико-коаксиальных сетей. FTTC использует коаксиальный усилитель, поэтому она всегда будет дешевле волоконной связи. Стоимость монтажа FTTC намного ниже оптической сети. Поэтому FTTC монтирует оптическую сеть до кросса на улице, а в дома FTTC ведет уже медный кабель.

FTTB — Fiber-To-The-Building, дословный перевод: «оптика до здания». FTTB - технология, в которой оптическое волокно достигает строения. FTTB предполагает сеть приблизительно из 200 абонентов, то есть многоквартирный дом. Огромным достоинством FTTB является ее простота и легкость построения дополнительных сетей. В FTTB к одному устройству подсоединяется минимальное количество абонентов, что позволяет значительно снизить уровень помех.

FTTH — Fiber-to-the-home, «оптика до дома». FTTH — технология, в которой оптическое волокно доходит прямо до квартиры абонента. Именно благодаря FTTH у нас появилась возможность пользоваться широкополостным интернетом. FTTH обладает высокой пропускной полосой и позволяет достигать хороших скоростей. FTTH дает возможность через один порт пользоваться интернетом, телефоном и телевидением [3].

1.3 Обоснование выбора технологии

С каждым годом увеличивается число абонентов и возрастают запросы абонентов на пропускную способность. В мае 2014 года министр связи и массовых коммуникаций Российской заявил, что аудитория российского сегмента интернета составила 68 млн человек, а 56 млн пользователей выходят в сеть ежедневно. В 2015 году проникновение интернета в целом по России достигло отметки в 70,4 %. Число пользователей интернета за год выросло на 4 млн человек, достигнув отметки в 84 млн человек, а с мобильных устройств в интернет впервые вышло чуть более 50 млн человек за год. В 2016 году аудитория интернета в России сохранилась на уровне 84—86 млн человек, при этом суточная аудитория интернета выросла, Россияне стали выходить в сеть чаще и оставаться там дольше.

Сравнивая все виды технологии FTTx, я делаю вывод что для данного проекта наиболее целесообразно использовать технологию FTTH.

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.

Данная технология позволяет обеспечить абоненту телевидение, интернет и телефонию через один порт, обладает широкой полосой пропускания, что необходимо при предоставлении мультисервисных услуг.

Кроме того, распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации.

2 Разработка структурой схемы сети доступа ЖК «Радуга»

2.1 Архитектура сети доступа GPON

Для крупных операторов, строящих большие разветвлённые сети с системами резервирования, наиболее удачной считается технология GPON, которая унаследовала лучшее из стандартов APON/BPON, и с более высокой скоростью передачи. За основу был принят базовый протокол SDH (а точнее протокол GFP). GPON поддерживает как трафик АТМ, 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.

Согласно технической политики ПАО «Ростелеком», сети GPON строятся на основе двухкаскадной технологии. При проектировании и строительстве магистральной составляющей сети GPON следует применять топологию «звезда», при которой оборудование OLT, установленное на опорном узле подключается к оптическому распределительному шкафу (ОРШ) прямыми волокнами волоконно-оптического кабеля (ВОК). Логическая схема двухкаскадной сети представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 ̶ Схема организации двухкаскадной сети GPON

Первый каскад сплиттеров размещается в ОРШ. Сплиттеры первого каскада могут иметь коэффициент деления 1:16 либо 1:8. Второй каскад сплиттеров размещается в ОРК. Сплиттеры второго каскада могут иметь коэффициент деления 1:4 либо 1:8, соответственно. Ёмкость межэтажного кабеля рассчитывается по количеству этажей плюс одно резервное волокно.

Подключение присоединённых домов организуется как логическое продолжение распределительной сети опорного дома. Многоволоконный транзитный ВОК со стороны ОРШ терминируется аналогично межэтажному кабелю опорного дома. Далее, транзитный кабель прокладывается в кабельной канализации до присоединённого дома, где терминируется на ОРК.

В каждом опорном доме устанавливается один ОРШ. Монтаж ОРШ осуществляется в подвальном или ином помещении с контролируемым доступом. На этажах (лестничных клетках) опорного дома устанавливаются ОРК из расчёта обслуживания абонентов на этаже. Размещение ОРК начинается с верхнего этажа и далее вниз. В случае размещения ОРК на межлестничных площадках в домах с жилыми помещениями первого этажа в обязательном порядке планировать установку ОРК на межлестничных площадках между первым и вторым этажом. Не допускается установка ОРК на межлестничной площадке ниже первого этажа. По стоякам опорного дома прокладывается межэтажный кабель. В местах установки ОРК из межэтажного кабеля извлекается один модуль и терминируется в ОРК. В ОРШ межэтажный кабель разваривается по количеству всех этажей дома плюс одно резервное волокно. В случае расположения ОРК в нише, ОРК устанавливается и фиксируется непосредственно на межэтажный кабель.

Подключение присоединённых домов производится транзитным оптическим кабелем к выходам оптических сплиттеров первого каскада, расположенных в ОРШ опорных домов. В присоединённом доме в зоне ввода транзитного кабеля устанавливается распределительный шкаф ОРК-Т. ОРК-Т обеспечивает терминацию ВОК от опорного дома и размещение сплиттеров второго каскада[4].

2.2 Описание структуры построения сети

Жилой комплекс "Радуга", состоящий из 4 высотных монолитно-кирпичных жилых домов, располагается на улице Волховская в Юго-западном жилмассиве города Новосибирск. Юго-Западный жилой массив территориально расположен в Ленинском районе Новосибирска между улицами Оборонной, Пермской, Троллейной и Связистов. На его территории соседствуют усадебная и многоэтажная застройки. Усадебная застройка представлена частными индивидуальными домами, садоводческими и огородными хозяйствами. Многоэтажная застройка образована панельными домами высотой от 5 до 10 этажей. Встречаются единичные 16-этажные монолитные дома и кирпичные высотой от 12 до 14-ти этажей.

Жилищный комплекс «Радуга» (рисунок 2.2) насчитывает более 1000 жилых квартир. В данный момент доступ в интернет в ЖК Радуга возможен через сети 3G-4G. Данные технологии не позволяют обеспечить устойчивое Интернет-соединение и обеспечивают среднюю скорость передачи информации в 20-30 Мбит/с, что не позволяет использовать их для предоставления услуг широкополосного доступа. Поэтому в качестве технологии построения сети выбираем технологию FTTH на основе GPON[5].