Разработка проекта сети доступа по технологии GPON микрорайона №5 г. Минусинска

/

1

1. Введение

Тенденция развития телекоммуникационной сети начала ХХI века должна отвечать времени, то есть быть высокоорганизованной, интеллектуальной, автоматизированной, соответствовать техническому уровню высокоразвитых стран мира, обеспечивать передачу разнообразных сообщений и предоставление пользователям широкого спектра услуг с высоким качеством и надежностью.

Технический облик сети определяет внедрение передовых технологий, обеспечивающих ее модульность, гибкость, экономичность и высочайшие потенциальные возможности.

Хотя телефония и сейчас остается наиболее востребованной услугой, значительно вырос спрос на услуги Интернет не только среди офисных центров, но и среди домашних пользователей. Популярная в последнее время концепция «тройной услуги» (Triple Play) предусматривает предоставление пользователям телефонии, передачи данных и видеоинформации через одну сеть. Причем высокоскоростной Интернет и видео требуют широкополосности сетевых ресурсов. Кроме того, повышение спроса на широкополосный доступ определяется развитием новых технологий: видео по запросу (VоD), потоковое видео, интерактивные игры, видеоконференции, передача голоса в компьютерных сетях (VoIP),телевидение высокой четкости (HDTV) и другие.

При выборе технологии широкополосного доступа должны быть учтены потребности пользователей, их расположение, основные запрашиваемые услуги, различные экономические аспекты.

На развивающемся телекоммуникационном рынке опасно как принимать поспешные решения, так и дожидаться появления более современной технологии. Тем более что, такая технология уже появилась - это технология пассивных оптических сетей PON (passive optical network). Распределительная сеть доступа PON, основанная на древовидной волоконной кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, возможно, представляется наиболее экономичной и способной обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания и узлов сети, и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов. Все абонентские узлы являются терминальными, то есть отключение или выход из строя одного из них никак не влияет на работу остальных. Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и может охватывать сотни абонентов.

Сети PON значительно изменяют баланс сил на телекоммуникационном рынке, предлагая прагматичную модель работы. В случае их применения оператор может быть в большей степени уверен в компенсации финансовых затрат, прокладывая оптическое волокно от телефонного узла до района с группой потенциальных клиентов -- предприятий или индивидуальных пользователей.

Таким образом, технология PON представляет особый интерес в плане расширения сферы применения цифровых широкополосных сетей.

В данном дипломном проекте представлен проект сети доступа технологий GPON (Passive optical network) микрорайона №5 г. Минусинска. Цель данного проекта заключается в разработке схемы организации связи, выборе трассы прокладки оптического кабеля, выборе и установке необходимого оборудования на центральном и терминальных узлах. Рассмотрены вопросы безопасности при строительстве сети.

2. Варианты построения сети доступа

Развитие сети интернет, в том числе появление новых услуг связи, способствует росту передаваемых по сети потоков данных и заставляет операторов искать пути увеличения пропускной способности транспортных сетей. При выборе решения сегодня им необходимо учитывать разнообразие потребностей абонентов, потенциал дальнейшего развития сети и ее экономичность.

Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: «точка-точка», «кольцо», «дерево с активными узлами», «дерево с пассивными узлами».

2.1 «Точка-точка» (P2P)

Рисунок 2.1 - Топология «точка-точка» логического соединения в сетях доступа

Наиболее простая архитектура. Основной минус связан с низкой эффективностью кабельных систем. Необходимо вести отдельный ВОК из центрального офиса в каждое здание или каждому корпоративному абоненту. Данный подход может быть реализуем в том случае, когда абонентский узел (здание, офис, предприятие), к которому прокладывается выделенная кабельная линия, может использовать эти линии рентабельно.

Топология P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до каждого абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для абонентов в лице крупных корпоративных клиентов.

2.2 «Кольцо»

Рисунок 2.2 - Топология «кольцо» логического соединения в сетях доступа

Кольцевая топология на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит так же хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать, где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратиться в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений. Подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную. Так называемые «сжатые» кольца (collapsed rings) значительно снижают надежность сети. А фактически главное преимущество кольцевой топологии сводится к минимуму.

2.3 Дерево с активными узлами

Рисунок 2.3 - Топология «дерево с активными узлами» логического соединения в сетях доступа

Дерево с активными узлами -- это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Оно хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Стандарт IEEE 802.3 Ethernet давно перестали ограничивать нишей корпоративных сетей. Строящиеся по этому принципу сети могут иметь достаточно сложную и разветвленную древовидную архитектуру. Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям коммутатор или маршрутизатор). Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания.

2.4 Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)

Рисунок 2.4 - Топология «дерево с пассивным оптическим разветвителем» логического соединения в сетях доступа

Частным случаем, когда в качестве пассивного оптического элемента выступает оптический разветвитель, является сеть PON, использующая топологию «точка-многоточка» P2MP (point-to-multipoint). К одному порту центрального узла может быть подключен целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом оптические разветвители, устанавливаемые в промежуточных узлах дерева, полностью пассивны и не требуют питания и специализированного обслуживания.

В топологии P2MP за счет оптимизации размещения разветвителей можно достичь значительной экономии оптических волокон и снижения стоимости кабельной инфраструктуры. Абонентские узлы не влияют на работоспособность сети в целом. Подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных.

Преимущества архитектуры PON сводятся, во-первых, к отсутствию промежуточных активных узлов и экономии волокон. Во-вторых, экономятся оптические приемопередатчики в центральном узле. В-третьих, нужно отметить легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных).

Древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети. К недостаткам можно отнести возросшую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

Решения на основе архитектуры 'дерево с пассивными узлами' используют логическую топологию типа 'точка-многоточка' P2MP (point-to-multipoint) , которая положена в основу технологии PON, к одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания. Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, так как на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии - сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия от второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной.

Итак, можно сделать вывод, что применение архитектуры 'дерево с пассивными узлами' является более предпочтительным, ввиду следующих причин:

1. Структура оптимальна по количеству волокон;

2. Оптимальное решение по количеству оптических приемо-передатчиков;

3. Легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания;

4. Отсутствие промежуточных активных узлов;

5. Функционирование сети среднее по сложности.

В топологии 'точка - множество точек' за счет оптимизации размещения сплиттеров может достигаться значительная экономия оптических волокон и снижение стоимости кабельной инфраструктуры. Все абонентские узлы являются терминальными, и отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не влияет на работу остальных. Каждый волоконно-оптический сегмент подключается к одному приемо-передатчику в центральном узле (в отличие от топологии 'точка-точка'), что также дает значительную экономию в стоимости оборудования. Развитие сети может происходить плавно, в любых направлениях по мере необходимости.

3. Описание технологии PON

PON (пассивные оптические сети) -- это семейство быстро развивающихся, перспективных технологий широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну. Суть технологии PON вытекает из ее названия и состоит в том, что ее распределительная сеть строится без использования активных компонентов: разветвление оптического сигнала в одноволоконной оптической линии связи осуществляется с помощью пассивных разветвителей оптической мощности -- сплиттеров.

3.1 Примеры построения сетей PON

Определение основных терминов

Центральный узел OLT (optical line terminal) - устройство, устанавливаемое в центральном офисе, оно принимает данные со стороны магистральных сетей через интерфейсы SNI (service node interfaces) и формирует нисходящий поток к абонентским узлам (прямой поток) по дереву PON.

Абонентский узел ONT (optical network terminal) имеет, с одной стороны, абонентские интерфейсы, а с другой, - интерфейс для подключения к дереву PON - передача ведется на длине волны 1310 нм, а прием - на длине волны 1550 нм. ONT принимает данные от OLT, конвертирует их и передает абонентам через абонентские интерфейсы UNI (user network interfaces).

Оптический разветвитель - это пассивный оптический многополюсник, распределяющий поток оптического излучения в одном направлении и объединяющий несколько потоков в обратном направлении. В общем случае у разветвителя может быть M входных и N выходных портов. В сетях PON наиболее часто используют разветвители 1xN с одним входным портом. Разветвители 2xN могут использоваться в системе с резервированием по волокну.

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в центральном узле OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них.

Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных элементов -- станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и абонентского терминала ONT. Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT имеет необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны. На основе архитектуры PON возможны решения с использованием логической топологии «point-to-multipoint». К одному порту центрального узла можно подключить целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом пассивные оптические разветвители (сплиттеры) устанавливаются в промежуточных узлах дерева и не требуют питания и обслуживания.

В современном мире, при постоянном росте объемов передаваемого трафика (мультимедиа, голос, телевидение, в том числе и высокого разрешения) и тенденции к увеличению требований потребителей к скорости доставки информации, требуемые скорости, при массовом охвате населения, в большей степени, чем другие, способна обеспечить технология PON. Быстро развиваясь, она становится одним из основных каналов доставки пользователю услуг широкополосного доступа.

Технология TurboGEPON является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON, которая обеспечивает скорость передачи 2,5 Гбит/с и позволяет строить сети доступа для многоквартирных домов, бизнес-центров, крупных предприятий, поселков и сельских учреждений, обладая при этом рядом преимуществ:

· оператор предоставляет по одному кабелю такие услуги как:

o высокоскоростной доступ в интернет,

o телефонию,

o IP-телевидение (в том числе HD),

· скорость доступа к услугам до 1 Гбит/с по одному волокну с использованием механизма DBA (динамическое распределение полосы).

· отсутствие обслуживаемых узлов с активным оборудованием - между станционным и абонентским оборудованием располагаются только пассивные разветвители.

· эффективное использование ресурса волоконно-оптического кабеля (до 64 абонентов на 1 волокно).

Рисунок 3.1 - Обобщенная структура построения городской сети PON

Рисунок 3.2 - Обобщенная структура построения сети PON в поселке

Рисунок 3.3 - Предоставление услуг абоненту

3.2 Виды технологий PON

В семействе PON существует несколько разновидностей, отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи.

Таблица 3.1 - Разновидности PON

Первой в середине 90-х годов была разработана технология APON, которая базировалась на передаче информации в ячейке структуры АТМ со служебными данными. В этом случае обеспечивалась скорость передачи прямого и обратного потоков по 155 Мбит/с (симметричный режим) или 622 Мбит/с в прямом потоке и 155 Мбит/с в обратном (ассиметричный режим).

Во избежание наложения данных, поступающих от разных абонентов, OLT направляло на каждый ONU служебные сообщения с разрешением на отправку данных. В настоящее время APON в своем первоначальном виде практически не используется. Дальнейшее совершенствование этой технологии привело к созданию нового стандарта - BPON. Здесь скорость прямого и обратного потоков доведена до 622 Мбит/с в симметричном режиме или 1244 Мбит/с и 622 Мбит /с в ассиметричном режиме.

Предусмотрена возможность передачи трех основных типов информации (голос, видео, данные), причем для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. BPON позволяет организовать динамическое распределение полосы между отдельными абонентами. После разработки более скоростной технологии GPON, применение BPON практически утратило смысл чисто экономически.

Успешное использование технологии Ethernet в локальных сетях и построение на их основе оптических сетей доступа предопределило разработку в 2000 году нового стандарта EPON. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1Гбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов. Исходя из скорости передачи, в статьях и литературных источниках часто фигурирует название GEPON ( Gigabit Ethernet PON ), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20 км.

Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).

Для больших операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачной считается технология GPON, которая наследует линейку APON- BPON, но с более высокой скоростью передачи -1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с (в ассиметричном режиме) и 1244 Мбит/с (в симметричном режиме).

За основу был принят базовый протокол SDH (а точнее протокол GFP). Возможно подключение до 32 (или 64) абонентов на расстоянии 20 км (с возможностью расширения до 60 км). 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.

Единственным серьезным недостатком GPON является высокая стоимость оборудования.

Таблица 3.2 - Сравнительные характеристики трех видов PON

Как мы видим из таблицы 3.2, отдельные разновидности PON имеют свои преимущества и недостатки:

· BPON, основанная на платформе АТМ , уже не обеспечивает высокую скорость передачи и практически не имеет перспектив;

· GPON более удачна для сетей большой протяженности и емкости. Базовая платформа SDH обеспечивает хорошую защиту информации в сети, широкую полосу пропускания и другие преимущества. Однако более сложное и дорогостоящее оборудование окупается только при высокой степени загрузки;

· в GEPON, в отличие от GPON, отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений, что делает эту технологию самой экономичной из всего семейства. К тому же, предполагается дальнейшее развитие этого ряда - 10 GEPON (по аналогии с 10 Gb Ethernet).

На данной стадии проектирования сетей связи рекомендуется не останавливать свой выбор на какой-либо одной из технологий PON, так как каждая имеет свои плюсы и минусы, но на сегодняшний день предпочтительней выглядит технология GPON из-за лучшей проработанности реальных систем и возможности получения больших скоростей в ближайшем будущем (до 10 Гбит/с).

3.3 Принцип действия пассивных оптических сетей

Древовидная архитектура доступа PON, основанная на построении волоконно - кабельных сетей, с пассивными оптическими разветвителями, представляется наиболее экономичной и способной обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания как узлов сети, так и пропускной способности в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

Операторы связи, коммунальные и строительные компании все чаще говорят об интеграции услуг связи, используя термин 'triple play'. В этом самое главное преимущество технологии, т.к. все услуги можно получить из одной розетки. Пассивная оптическая сеть заводится прямо в квартиру абонента, не требуя установки в доме активного оборудования, что повышает надежность и качество сети. Разветвление на телефонный, телевизионный и интернет кабели происходит уже в квартире, из оптического модема. Высокая пропускная способность волоконно-оптических решений доступа делает их весьма привлекательными для реализации этой разновидности телекоммуникационных сервисов.

Еще 5 лет назад оптический кабель считался крайне дорогим. Однако в настоящее время благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты этот подход стал актуален. Сегодня прокладывать ОК для организации сети доступа стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей доступа (последних миль). При этом имеется множество вариантов выбора волоконно-оптической технологии доступа.

В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT(Optical Line Terminal), а в качестве абонентских устройств, применяются ONT (Optical Network Terminal). ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемого в Ethernet решении. Кроме функций представления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен дополнительно поддерживать:

· протокол управления доступа к PON;

· лазеры пакетного режима (burst-mode lasers),обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени;

· повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.) ;

· шифрование; высокая производительность.

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON,чем устройства Ethernet FTTH CPE.

Число абонентских узлов ONT, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT - прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Прямой поток

Прямой поток на уровне оптических сигналов является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из общего потока предназначенную только ему часть информации (рисунок 3.1). Фактически мы имеем дело с распределенным демультиплексором.

Обратный поток

Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от центрального узла OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

Такое управление трафиком используется во всех пассивных оптических сетях из-за топологии точка-многоточка.

France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) создала консорциум для того, чтобы претворить в жизнь идеи множественного доступа по одному волокну. Эта неформальная организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (full service access network). Много новых членов, как операторов, так и производителей оборудования, вошло в нее в конце 90-х годов. Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PON для того, чтобы производители оборудования и операторы могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON. На сегодня FSAN насчитывает 40 операторов и производителей и работает в тесном сотрудничестве с такими организациями по стандартизации, как ITU-T, ETSI и ATM форум.[4]

В середине 90-х годов общепринятой была точка зрения, что только протокол ATM способен гарантировать приемлемое качество услуг связи QoS между конечными абонентами. Поэтому FSAN, желая обеспечить транспорт мультисервисных услуг через сеть PON, выбрал за основу технологию ATM. В результате в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON и получивший название APON . Далее в течение нескольких лет появляется множество новых поправок и рекомендаций в серии G.983.x (x = 1-7), скорость передачи увеличивается до 622 Мбит/c. В марте 2001 года появляется рекомендация G.983.3, добавляющая новые функции в стандарт PON :

* передача разнообразных приложений (голоса, видео, данные) - это фактически позволило производителям добавлять соответствующие интерфейсы на OLT для подключения к магистральной сети и на ONT для подключения к абонентам;

* расширение спектрального диапазона открывает возможность для дополнительных услуг на других длинах волн в условиях одного и того же дерева PON, например, широковещательное телевидение на третьей длине волны. За расширенным таким образом стандартом APON закрепляется название BPON (broadband PON).

На базе сети PON возникли новые стандарты и обозначаются дополнительной буквой перед аббревиатурой PON. Наиболее распространенными сетями PON являются:

· APON (ATM PON - пассивная оптическая сеть, использующая технологию ATM),

· BPON (Broadband PON - широкополосная пассивная оптическая сеть),

· GPON (Gigabit-capable PON - пассивная оптическая сеть, обеспечивающая гигабитные скорости передачи данных),

· EPON (Ethernet PON - пассивная оптическая сеть, использующая технологию Ethernet).

3.4 Технология EPON (Ethernet Passive Optical Network)

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием EFM (Ethernet in the first mile - Ethernet на первой миле) 802.3ah, реализуя тем самым пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 года. В дальнейшем альянс EFMA и комиссии EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEE 802.17.

Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:

EFMC -решение «точка-точка» с использованием медных витых пар;

EFMF- решение «точка-точка» по волокну;

EFMP-решение, основанное на соединении «точка-многоточка» по волокну. Это решение получило название EPON.

Таблица 3.1- Сравнение технологий APON, EPON, GPON

Далее будет подробно рассмотрена одна из разновидностей пассивных оптических сетей, а именно Gigabit PON (GPON). Она является продолжением Broadband PON (BPON), описанной в серии рекомендаций G.983.х. Впервые опубликованная в 1998 году, к настоящему времени эта серия значительно расширена и улучшена. GPON многое унаследовала от BPON. Практически не изменились схемы измерения расстояний (масштабирования), динамическое распределение полосы пропускания (DBA) и интерфейс управления и контроля (OMCI) абонентских узлов (ONT).

3.5 Базовые спецификации и особенности GPON

G.984.1 - это документ, в котором описана архитектура, а также изложены основные эксплуатационные характеристики и требования к производительности GPON-систем. Пропускная способность нисходящего потока (от узла доступа к абоненту) в GPON составляет 1,244 Гбит/с и 2,488 Гбит/с, а восходящего потока -155 Мбит/с, 622 Мбит/с и 1,244 Гбит/с. Таким образом, возможны шесть комбинаций скоростей обмена трафиком между абонентом и сетью.

В архитектуре сохранена основная схема построения систем BPON. В ней используются те же подходы к реализации волоконно-оптической сети, в частности остается сочетание WDM/TDMA.

BPON к абоненту подводится единственное одномодовое волокно стандарта G.652. Формально для PON максимальная дальность передачи составляет 20 км. Однако в рекомендацию G.984 включена меньшая дальность -10 км. Это позволяет использовать на гигабитных скоростях передачи более дешевые лазеры Фабри-Перо, несмотря на дисперсионные недостатки.

В соответствии с G.984.1 при определенных условиях можно осуществлять также передачу информации на дальние расстояния (60 км) и обеспечивать высокую степень разветвления (128 абонентских узлов ONT), что выходит за рамки возможностей BPON-систем.

В GPON обеспечивается поддержка большого числа основных форматов данных и пользовательских интерфейсов сети. Осуществляется доставка голосовых сервисов ТфОП, услуг выделенных TDM-линий, использующих стандарты T1/ E1 и DS3, а также передача Ethernet-кадров со скоростями 10 Мбит/с, 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с. Мультимедийные сервисы ATM предоставляются на всех возможных скоростях OC-x/STM-n.

Особое внимание уделяется качеству обслуживания. Например, в соответствии с рекомендацией, запаздывание при двойном проходе для TDM-услуг не превышает 3 мс. Такая величина определяет минимальное воздействие задержек в сети доступа на работу линии связи в целом.

Кроме того, предоставление услуг VoIP и доставка цифрового видео в сети GPON требует для передачи данных четкого разграничения классов услуг и управления трафиком. В G.984.1 также включены некоторые новые полезные особенности. Это защищенное переключение, наложение услуг и безопасность данных. Защищенное переключение осуществляется способом, совместимым с BPON, но в стандарт было добавлено несколько дополнительных типов резервных конфигураций: защита с полным резервированием 1+1 (так называемая защита класса С), а также защита с частичным резервированием 1:1 (защита класса B). Наложение услуг требует, чтобы цифровая GPON-система оставляла неиспользуемой расширенную полосу пропускания, как в G.983.3, позволяя, таким образом, включить WDM-наложение. В соответствии с требованием безопасности данных информация в восходящем потоке должна быть защищена, и должны существовать средства, с помощью которых может быть проведена идентификация ONT.

Достоинства GPON:

· использование 'гигабитного режима инкапсуляции' GEM для подключения любого клиента к GPON;

· поддержка как симметричных, так и асимметричных скоростей передачи данных (в восходящем и нисходящем потоке);

· поддержка до 256 логических ONT на одну длину волны;

· механизм распределения полосы пропускания в восходящем потоке с помощью маркеров (указателей) в нисходящем потоке;

· реконфигурируемое число защитных битов на ONT;

· новый способ автоматического и периодического обнаружения ONT;

· автоматическое масштабирование при обнаружении дрейфа окна ONT;

· защита каждого ONT-соединения с помощью алгоритма AES;

· большое число различных состояний и отчетов от абонентских узлов (ONT) к центральному (OLT);

· выделенные каналы OAM;

· контроль соглашений об уровне услуг (SLA -Service Level Agreement), распределение полосы пропускания в каждом канале.

Наложение видеосигнала

Дополнительно в сетях GPON предусмотрен 1550-нм канал, который может использоваться для трансляции видео в аналоговом или цифровом (модуляция QAM) виде. Видеосигнал в радио - частотном диапазоне (RF), идущий, например, от головной станции кабельного телевидения, преобразуется в оптический 1550-нм сигнал, затем усиливается оборудованием, получившим название V-OLT (Video OLT), - для этого применяются усилители на волокне, легированном эрбием (EDFA), и далее с помощью WDM-каплера смешивается с основным 1490-нм сигналом и транслируется по дереву PON.[12] Устройства ONT выделяют 1550-нм сигнал, преобразуют его в RF-формат и направляют на приемник (телевизор). В случае если наложенная трансляция видео не планируется, оборудование V-OLT и WDM не требуется, и оптические кабели с аппаратуры OLT подключаются непосредственно к оптическому кроссу. Используемые современными системами кабельного телевидения частотные ресурсы позволяют транслировать до 135 телеканалов, которые по 1550-нм каналу «прозрачно» доставляются через сеть PON. Таким образом, сервис-провайдер может, используя имеющееся ТВ-оборудование, традиционным способом предоставлять видеоуслуги через сеть PON.

В компании «Ростелеком» в настоящее время по 1490 - нм каналу осуществляется передача основного трафика и так же работает услуга IP-ТV с предоставлением 143 каналов, иными интерактивными функциями и другими расширенными возможностями

3.6 Надежность и резервирование PON

Слабой стороной систем доступа GPON с топологией простого дерева является отсутствие резервирования. Самым неблагоприятным в этом случае мог бы быть сценарий с повреждением волокна, идущего от OLT к ближайшему разветвителю (фидерного волокна). Поэтому уже в первой рекомендации G.983.1 в приложении IV обсуждался вопрос о построении защищенных систем PON. В силу специфики топологии PON, эта задача не является столь простой, как в кольцевых топологиях SDH, поскольку полоса обратного потока в PON является общей и формируется множеством абонентских узлов. В рекомендациях G.983.1 было предложено изучить четыре различные топологии. Только две из них окончательно были выбраны для проработки в более поздней рекомендации G.983.5.

Первое решение обеспечивает частичное резервирование по фидерному волокну и по приемопередающему оборудованию на центральном узле (рисунок 3.2). Для реализации данного решения требуется разветвитель 2хN. Центральный узел оснащается двумя приемопередающими модулями LT-1 и LT-2.

На рисунке 3.3 показан второй способ защиты системы PON, обеспечивающий полное резервирование. Система становится устойчивой как к выходу из строя приемопередающего оборудования OLT и ONT, так и к повреждениям любого участка кабельной системы. Информационные потоки на ONT генерируются одновременно обоими узлами LT-1 и LT-2 и передаются в два параллельных обратных потока. На OLT только одна версия двух копий сигналов передается дальше в магистраль, аналогично происходит дублирование в прямом потоке. При повреждении волокна или приемопередающих интерфейсов переключение на резервный поток будет очень быстрым и не приведет к прерыванию связи. Во втором случае не обязательно подключать все абонентские узлы с резервированием. Различие по стоимости абонентских узлов с резервированием и без него позволяет дифференцированно предлагать услуги различным категориям абонентов. Первое решение, кроме того, что оно обеспечивает только частичное резервирование, требует большого времени на реконфигурацию при повреждении волокна. Основной причиной задержки является прогрев лазера на OLT (LT-2) и выполнение процедуры ранжирования. Практически трудно не выйти за пределы 50 мс, одного из требований, сформулированных в рекомендации G.983.5. Для двух рассмотренных конфигураций, предлагаемых ITU-T, второе решение удовлетворяет всем требованиям и представляется наиболее привлекательным.

4. Обоснование выбора технологии для 5-го микрорайона г. Минусинска

4.1 Общие сведения

Минусинск -- административный центр Минусинского района Красноярского края, один из городов Южной Сибири. Расположен в центре обширной лесостепной Минусинской котловины, окруженной со всех сторон горами. Население - 68,9 тыс. чел.

Сегодня Минусинск - типичный представитель малых городов России и состоит из двух частей, условно разделенных Енисейской протокой: исторического, где расположена Административная часть и нового, с современными коттеджами и многоэтажными зданиями.

Площадь, занимаемая Минусинском, составляет 60500 тыс.м2, в том числе застроенных производственными объектами - 4150 тыс.м.кв., непроизводственными - 20020 тыс.м.кв., занятых лесами - 1020 тыс.м.кв., сельскохозяйственными угодьями - 31030 тыс.м.кв.. Средняя плотность населения Минусинска равна 1157 человек на квадратный километр.

В реестре муниципального имущества г. Минусинска зарегистрировано 2 927 объектов. В их числе: 50 имущественных комплексов, из них: 13 школ, 17 детских садов, 1 больничный комплекс, 3 музейных комплекса, 3 стадиона, 3 детских оздоровительных лагеря, 10 промышленных баз, 1 парк, 3 рынка. Кроме того, в реестре муниципального имущества г. Минусинска находится 701 объект жилищного фонда, объекты инженерной инфраструктуры города -- 126 объектов энергоснабжения (ТП, РП).

4.2 Анализ телекоммуникационного рынка г. Минусинска

Услуги по доступу в Интернет оказывают три провайдера:

ООО 'КрисТелеком' - 3000 абонентов, ООО «Развитие» - 1500, ОАО «Ростелеком» - 2700. Неохваченными остаются около 3000 абонентов, большинство которых размещены в старой части города.

OOO «КрисТелеком' и ООО «Развитие» - это развивающиеся компьютерные сети, объединяющие несколько районов города Минусинска в новой и старой частях.

Сети этих провайдеров предоставляют услуги как частным лицам, так и коммерческим, общественным и образовательным организациям. Техническое решение сети ООО «КрисТелеком' и ООО «Развитие» организовано по технологии ETTH.

Сеть «КрисТелеком» предоставляет следующие услуги:

- постоянный доступ в Internet по выделенному каналу со скоростью до 2 Мбит/сек;

- бесплатный доступ к локальным ресурсам сети Kristel со скоростью до 100 Мбит/сек. по технологиям Fast Ethernet;

- IRC-чат для общения;

- локальный torrent трекер;

- файлообменный сервер сети Кристелеком;

- 'cетевой телевизор' - ресурс IPTV локальной сети.

Сеть «Развитие» предоставляет следующие услуги:

- предоставление доступа к сети Интернет, услуг телематических служб, мультимедийных услуг в городской сети передачи данных;

- поддержка одного почтового ящика в домене minusa.ru;

- хостинг.

4.3 Организация связи сети ОАО «Ростелеком»

Южный центр телекоммуникаций ОАО 'Ростелеком' предоставляет услуги Региональной крупнейшей телекоммуникационной сети 'КРАСНЕТ', которая включает услуги передачи данных. ТВ, радиовещение и Интернет передаются по одной телефонной линии.

В настоящее время мультисервисная сеть связи построена на базе технологии Ethernet и стека протоколов TCP/IP с использованием в качестве ядра сети шести маршрутизаторов Cisco 7606 объединённых кольцом DWDM в г. Красноярске и коммутаторов Cisco Catalyst 6504-E г.Минусинске.

Транспортный уровень в г. Минусинске дополнительно использует ресурсы существующей сети SDH, с резервированием по оптическим линиям.

Транспортный уровень выполнен с поддержкой технологий Gigabit Ethernet, MPLS, VPN. Резервирование каналов выполняется на транспортном уровне за счёт наличия свободных оптических волокон в кабеле, и резервных кабельных оптических линий.

Посредством существующей Мультисервисной сети предоставляются

следующие услуги:

- услуги по передаче данных, за исключением услуг по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

- услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

- телематические услуги связи;

- услуги связи для целей кабельного вещания.

Реализация услуг телефонии на МСС. Предоставление услуги телефонии для абонентов проектируемой сети реализуется на основе передачи голосовой информации в сети передачи данных, в качестве голосового шлюза используется оборудование существующего узла «IP-телефонии» в г.Красноярске. Поддержка оборудованием МСС функции QOS позволяет выполнить приоретизацию голосового трафика и обеспечить качественную передачу голосовой информации между абонентами внутри МСС и выход на других операторов передачи голосовой информации в сети передачи данных.

Реализация факсимильных услуг на МСС. Услуги факсимильных служб реализованы на базе существующего узла факсимильной связи в г.Красноярске, включение указанного узла МСС позволяет воспользоваться данными услугами абонентам проектируемой сети.

Реализация видео услуг на МСС. Предоставление видео услуг для абонентов проектируемой сети реализуется на основе функции multicast заложенной в оборудовании МСС. В качестве головного используется существующее оборудование «Сети IP-TV в городе Красноярске».

Реализация услуг телематических служб на МСС. В качестве основной услуги для абонентов МСС является услуга доступа к информации мировых и региональных информационных телекоммуникационных сетей, в том числе Интернет. Указанная услуга реализуется пропуском через МСС трафика к абоненту от информационных региональных серверов и от присоединённых операторов передачи и телематических служб содержащих информационный контент.

Передача сообщений электронной почтой реализуется почтовыми серверами, входящими в состав узла телематических служб в г.Красноярске.

Проектируемая сеть доступа по технологии GPON будет являться уровнем доступа мультисервисной сети и позволит новым абонентам получить доступ к перечисленным выше услугам, предоставляемым мультисервисной сетью.

Непосредственное предоставление услуг осуществляется соответствующими узлами мультисервисной сети.

Для агрегации подключений пользователей используется оборудование JUNIPER ERX 320, размещенное на центральном узле г.Красноярск, ул. К.Маркса, 80. Управление сетью осуществляется централизованно по протоколу SNMP с существующего узла управления расположенного по адресу г. Красноярск, ул. К.Маркса, 80. СОРМ на сети выполнен на базе существующего оборудования Омега-VI. Защита сети от несанкционированного доступа обеспечивается настройками безопасности на коммутаторах и маршрутизаторах сети. Учёт трафика выполняется так же с центрального узла в г. Красноярск, ул. К.Маркса, 80 и реализован на базе существующей платформы АСР «Старт-IP».

5-й микрорайон г.Минусинска находится на расстоянии 3 км от АТС №5,ул.Ленина, 83, где и будет осуществлен выход на магистральную ВОЛС. В данном проекте рассматривается подключение домов существующей застройки, в которых отсутствуют другие операторы, а подключение ADSL по телефонной линии от сети «Ростелеком» проблематично из-за большой загрузки кабельных сетей и большом расстоянии до АТС. Все это делает проект весьма привлекательным. В данной ситуации оператор, предлагающий пакет услуг triple play - (доступ к интернету, телефонии, IP-TV и видео по запросу) может рассчитывать на высокий уровень охвата.

4.4 Описание клиентов

Определение числа абонентов

Таблица 4.1 - Адресная база жилых домов в микрорайоне № 5 г. Минусинск

Для подсчета потенциальных абонентов, а также с целью определить количество этажей, количества подъездов в домах и квартир на лестничных площадках, были проведены изыскательские работы непосредственно на будущем месте строительства сети. Так же в процессе работ стало известно, что в проектируемых домах отсутствуют офисные помещения.

5. Проектирование сети PON в 5 мкр г. Минусинска

5.1 Существующие сооружения связи и их возможности

Перед началом строительства сети доступа, а именно линейно-кабельных сооружений необходимо уточнить будущее местоположение узла - OLT(optical line terminal) - активное оборудование сети, установленные на опорных узлах (узлах агрегации); и КМО (кросс магистральный оптический), предназначенный для коммутации линейной оптической сети с оборудованием OLT.

Помещение, в котором будет располагаться оборудование OLT и КМО должно удовлетворять ряду требований, регламентирующих условия электропитания, заземления, освещения, пожаробезопасности и многие другие. Ниже приведен краткий перечень условий, отражающих требования к помещениям, в которых размещается оборудование связи:

· Площадь помещения автозала определяется составом и типом оборудования;

· Оборудование ЭПУ с герметизированными аккумуляторами можно устанавливать в помещениях технологических служб (автозал);

· Здание должно быть не ниже II степени огнестойкости (допускается III степень);

· Над помещениями, где устанавливается аппаратура связи, не допускается размещать помещения, связанные с потреблением воды;

· Через помещения ввода кабелей не допускается прокладка силовых кабелей и транзитных инженерных коммуникаций;

· Чистые полы производственных помещений должны настилаться на несгораемое основание;

· Должно быть исключено попадание солнечных лучей на выпрямители и аккумуляторы;

· Производственные помещения должны отделяться от других помещений несгораемыми стенами или перегородками с пределом огнестойкости не менее 0,75 часа;

· Покрытие пола - линолеум антистатический специального назначения ТУ 95-25048396-056-94;

· Освещение проектируется согласно ВСН 45.122-77. Общая нормируемая освещенность для помещений такого типа должна быть не менее 200 лк;

· Каркасы оборудования, аппаратуры и металлические части должны быть заземлены;

· Линейные сооружения: шкафы, кабельные ящики, металлические оболочки и экраны кабелей должны быть заземлены;

· Каждое заземляющее устройство должно соответствовать требованиям ПУЭ, иметь паспорт, содержащий схему устройства заземления, основные технические данные, а также данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства, о характере производственных ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию данного устройства;

· Отверстия в межэтажных или чердачных перекрытиях, через которые проходят телефонные или другие кабели, должны быть плотно закрыты асбестом и герметизированы цементным раствором, алебастром или другими несгораемыми материалами. Если при работах с кабелями отверстия были вскрыты, то по окончании они должны быть вновь заделаны;

· Для предотвращения распространения пожара из помещения в помещение необходимо предусмотреть заполнение свободного пространства, оставшегося после прокладки кабелей и проводов в проемах или трубах между помещениями, в том числе и между этажами, легко удаляемыми несгораемыми материалами;

· В случае расположения их в административных или общественных зданиях входы в помещения встроенных АТС и телеграфов должны быть отдельными;

· При входе во все производственные помещения должны быть вывешены таблички с указанием категории помещения по степени опасности поражения электрическим током, взрыво- и пожаро-безопасности и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76 и фамилии ответственного за состояние охраны труда;

· При наличии возможности одновременного прикосновения персонала к металлическим корпусам оборудования и трубопроводам отопления, водопровода и канализации последние следует оградить токонепроводящими решетками;

· В производственных помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должна быть проложена автономная электросеть номинальным напряжением не выше 42В, предназначенная для подключения электроинструмента и ручных электрических светильников;

· Штепсельные вилки, предназначенные для включения в розетки с напряжением до 42В, по своему конструктивному исполнению должны исключать возможность включение их в розетка 220 В. Розетки напряжением 220 В должны быть с третьим заземляющим контактом;

· Присоединение заземляющих и нулевых проводников к заземлителям, заземляющему контуру и к заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к корпусам оборудования - сваркой или надежным болтовым соединением;

· Каждая часть оборудования, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления с помощью отдельного проводника. Последовательное включение в заземляющий или нулевой защитный проводник заземляемых или зануляемых частей оборудования запрещается;

· У мест ввода заземляющих проводников в здание должны быть предусмотрены опознавательные знаки в соответствии с ГОСТ 12.04.026.

Представленный перечень не является полным и призван сориентировать операторов в этой проблеме.

Ознакомившись с представленными требования, оптический линейный терминал (OLT) и кросс магистральный оптический (КМО) целесообразно разместить в здании АТС-5, расположенного по адресу ул.Ленина 83. Такое решение обусловлено удобством обслуживания линейного оборудования, непосредственной близостью узла к району, где будет происходить строительство сети доступа и в дальнейшем ее обслуживание, а также соответствии данного сооружения технологическим и другим требованиям, предъявляемым к помещениям, в которых располагается оборудование связи.

5.2 Выбор трассы прокладки оптического кабеля

При выборе трассы прокладки волоконно-оптического кабеля необходимо выбрать наиболее оптимальный вариант. Линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому трассу выбирают исходя из следующих критериев:

· минимальное расстояние между оконечными пунктами;

· выполнение наименьшего объёма работ при строительстве;

· возможность максимального применения эффективных средств механизации строительных работ;

· удобства эксплуатации сооружений и надёжности их работы.

Все работы по строительству линейно-кабельных сооружений можно разбить на два этапа:

1. Строительство магистральной волоконно-оптической линии, которая будет связывать непосредственно абонентов с центральным узлом (OLT), т.е. строительство самой сети доступа.

2. Строительство, прокладку внутридомовой сети.

Поэтому на каждом этапе строительства необходимо выбрать способ и трассу прокладки оптического кабеля.

Выбор способа прокладки кабеля зависит от его применения в конкретных условиях окружающей среды и требований, предъявляемых к надежности ВОЛС. Оптимальная технология прокладки ВОК должна удовлетворять требованиям: экономичности строительства ВОЛС и эффективному контролю усилий, прилагаемых к ВОК.

Наиболее важными факторами, непосредственно влияющими на технологию прокладки ВОК, являются:

· строительная длина кабеля;

· допустимые тяговые усилия;

· минимальный радиус изгиба.

Кабелепрокладочное оборудование, инструменты и приспособления должны учитывать эти ограничения.

Прокладка оптического кабеля в черте города может осуществляться несколькими способами, наиболее приемлемые - это прокладка ОК в существующей телефонной кабельной канализации и подвес ОК на опорах городского электроосвещения. У каждой технологии есть свои достоинства и недостатки, которые могут стать решающим фактором при выборе способа прокладки, поэтому необходимо привести сравнительный анализ двух технологий, чтобы произвести обоснованный выбор.

Рассмотрим технологию подвеса ОК или как ее принято называть «воздушная» технология прокладки оптического кабеля.

Подвеска ОК на опорах ЛЭП, контактной сети железных дорог и автоблокировки, а также на опорах электроосвещения в городских условиях имеет ряд преимуществ и недостатков.

Очевидные достоинства такого варианта сооружения ВОЛП:

· Уменьшение сроков строительства;

· Уменьшение количества повреждений в регионах с высоким уровнем урбанизации;

· Снижение капитальных и эксплуатационных затрат в местах, где другие способы прокладки невозможны или более дорогостоящие;

· Объединение финансовых ресурсов нескольких ведомств;

· Наличие пригодных для подвески опор;

· Возможность подвески больших строительных длин ОК при незначительных тяговых усилиях;

· Возможность применения механизированного способа подвески.

Но при наличии вышеперечисленных достоинств, данный способ прокладки имеет ряд существенных недостатков:

· ОК в точке крепления подвергается локальным изгибам, что приводит к повреждению кабеля;

· Наличие большого числа влияющих природных внешних факторов, таких как перепады температуры, обледенение, ветер, дождь, снег и лед, солнечная радиация (свет), удар молнии, птицы и др.;

· Необходимость согласования проведения работ и аренды опор с собственниками.

· Далее рассмотрим технологию прокладки ОК в существующей кабельной канализации.

В соответствии с PД 45.120-2000 «Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети» прокладка кабелей должна предусматриваться, как правило, в существующей кабельной канализации местных сетей связи, и только при отсутствии такой возможности, следует предусматривать постройку новой или докладку каналов к существующей кабельной канализации.

Проблема аренды каналов не является основной, так как компания-заказчик ОАО «Ростелеком» является собственником телефонной кабельной канализации.

5.3 Выбор оптического кабеля

Для того, чтобы спроектировать трассу прохождения волоконно-оптической линии связи и выбрать нужный тип кабеля, необходимо знать условия эксплуатации, конструкцию кабеля и его технические параметры. В настоящее время имеется большое количество конструкций ВОК, ориентированных на различные условия применения (прокладка внутри зданий, в телефонной канализации, в грунте и т.д.). В зависимости от назначений и условий применения волоконно-оптические кабели имеют определенные конструкции. Можно выделить несколько основных групп конструктивных элементов: оптические волокна с защитными покрытиями, оптические модули, сердечники, силовые элементы, гидрофобные материалы, оболочки и армирование.

Основной элемент волоконно-оптических кабелей - оптическое волокно, изготовленное из высококачественного кварцевого стекла, обеспечивающее распространение световых сигналов. Для обеспечения стабильной работы оптического волокна и уменьшения опасности их разрыва под воздействием продольных и поперечных напряжений волокна защищают первичными и вторичными покрытиями. Первичное покрытие, накладываемое сплошным слоем непосредственно на оболочку оптического волокна после его вытяжки, предохраняет поверхность оптического волокна от повреждения и придает ему дополнительную механическую прочность. В качестве вторичного покрытия оптического волокна используются: трубка со свободно размещаемыми в ней ОВ с первичным защитным покрытием; сплошное полимерное покрытие; ленточный элемент, в котором размещаются ОВ с первичным защитным покрытием. В трубчатом элементе (в трубке), выполняющим роль вторичного защитного покрытия, свободно размещаемые оптические волокна с первичным защитным покрытием обычно укладываются без скрутки либо путем скрутки вокруг центрального силового элемента. Чаще всего материалом, который используется для изготовления наружной оболочки волоконно-оптических кабелей, является полиэтилен. Он обладает и отличными физическими параметрами (большая прочность, хорошая износостойкость, неподверженность ультрафиолетовому излучению, окислению и другим химическим воздействиям), и хорошими диэлектрическими свойствами.

Полиэтилен имеет неплохую сопротивляемость проникновению влаги, низким и высоким температурам, а также обладает способностью не изменять свои физические свойства под воздействием перепадов температуры окружающей среды.

В зависимости от условий эксплуатации к конструкции кабеля предъявляются различные требования. Кабель, который используется вне помещений, в первую очередь, должен иметь защиту от атмосферных воздействий; кабелю, который предназначен для прокладки в кабельных колодцах, необходима защита от грызунов и т.д. При выборе кабеля основное внимание уделяется двум аспектам:

пожарная безопасность, если кабель прокладывается внутри помещений;

целостность и сохранность световодов при хранении, монтаже и эксплуатации волоконно-оптического кабеля.

В данном дипломном проекте будут использоваться следующие марки оптических кабелей: ДПЛ-П-48А 6(6)-2,7 кН, ДПТс-П-08А 1(6)-8кН, ДПТс-П-04А 1(6)-8кН, ДПЛ-П-08А 2(6)-2,7кН, ИКСЛ-Т-А8-2,6. Это кабели волоконно-оптические с диэлектрическим центральным силовым элементом, бронированные стальной гофрированной лентой.

Характеристики оптических кабелей

Магистральный бронированный оптический кабель (ОК) для прокладки в кабельной канализации марки ДПЛ-П-48А 6(6)-2,7 кН. Поставщик данной продукции - кабельный завод «Инкаб», г.Пермь

Оптический кабель ДПЛ

Конструкция

Кабель ДПЛ содержит центральный силовой элемент (1) выполненный в виде стеклопластикового стерженя.

Оптические волокна уложены в пластиковую оболочку (2), заполненную гидрофобным заполнителем. Кордель (3) состоит за 2,4 или 8 медных жил. Свободное пространство между оптическими модулями, корделью и стержнем заполнено гидрофобным заполнителем (4). Всю конструкцию покрывает промежуточная полиэтиленовая оболочка (5) и водоблокирующая, стальная гофрированная лента (6). Внешняя оболочка (7) из полиэтилена с маркировкой кабеля.

Назначение

Кабель ДПЛ предназначены для прокладки в кабельной канализации, трубах, коллекторах, местах подверженным затоплениям или повреждению грызунами, ручным или механизированным способами. Изготавливаются с центральным силовым элементом из стального троса или стеклопрутка. Как правило данный тип кабеля используется на городских линиях связи.

Допускается прокладка в грунтах, подверженных мерзлотным деформациям при стойкости ОК к растягивающим усилиям не менее 20 кН.

Механические характеристики:

Кабель ДПТ:

Подвесные самонесущие кабели (ДПТ)

Назначение:

Кабели применяются для подвеса на опорах воздушных линий связи, контактной сети и автоблокировки железных дорог, линий электропередач, столбах освещения, энергообъектах, между зданиями и сооружениями; для прокладки в грунт, в кабельной канализации, в трубах (включая метод пневмопрокладки), в блоках, лотках, в тоннелях, в коллекторах, по мостам и эстакадам, внутри зданий и сооружений.

Конструкция:

1. Центральный силовой элемент (ЦСЭ) -- стеклопластиковый диэлектрический стержень.

2. Оптическое волокно.

3. Оптический модуль в оболочке из ПБТ, заполненный гидрофобным гелем.

4. Межмодульный гидрофобный гель.

5. Промежуточная оболочка из полимерного материала.

6. Упрочняющие элементы (ДПТа-арамидные нити /ДПТс- стеклонить).

7. Защитный шланг из полимерного материала.

8. ПЭТ-лента (для спецконстркции ДОТ)

9. Водоблокирующие нити

Основные технические параметры ДПТс

В кабелях маркок ДПЛ и ДПТ используется стандартное одномодовое волокно. Определяется характеристикой G.652.D.

Характеристики волокна по рекомендации G.652.D приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Характеристики волокна по рекомендации G.652.D

Ниже приведены cтандартные схемы расцветки элементов в кабелях в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Стандартная расцветка оптических волокон в оптическом модуле

Отсчет оптических модулей в сердечнике производится по часовой стрелке. При необходимости оптические модули могут быть заменены заполнительными корделями черного цвета. В кабеле типа ДПЛ и ДПТ фирмы ООО «Инкаб» используются два цветных модуля, из которых красный основной, зеленый - направляющий, остальные белого цвета и считаются по повиву.

Оптический кабель ИКСЛ

Оптические кабели марки ИКС… предназначены для прокладки в грунте 1-3 категории, в том числе, зараженном грызунами, а также в кабельной канализации, трубах, на мостах и эстакадах. Допускается прокладывать кабель в туннелях, коллекторах, зданиях (ИКСН-…).

Возможно изготовление вариантов конструкций с дополнительными свойствами:

Негорючее исполнение - ИКСН-…;

Облегчённое исполнение (без промежуточной оболочки) - ИКСЛ-….

Структура кабеля:

1. Осевой элемент: - стальной канат (стренга, проволока) в полимерном покрытии;

- стеклопластиковый пруток в полимерном покрытии или без

2. Оптические волокна

3. Оптические модули

4. Гидроизоляция сердечника - гидрофобный заполнитель или водоблокирующие элементы

5. Гидроизоляция бронирующего слоя - гидрофобный заполнитель или водоблокирующие элементы

6. Стальная гофрированная ламинированная лента

7. Защитная оболочка - полиэтилен или полимер, не распространяющий горение (ИКСЛН…)

Оптический кабель, предназначенный для внутридомовой сети

Серия кабелей H-Pace компании ACOME была специально разработана для построения сетей широкополосного доступа с идеологией волокно-до абонента (FTTH) в многоквартирных жилых домах (застройка городского типа) либо крупных бизнес-центрах. Оптические волокна (ОВ) для кабелей H-Pace изготавливаются в соответствии с требованиями стандартов IEC/EN 6070093-1, IEC/EN 6070093-2. В кабелях H-Pace используется стандартное одномодовое ОВ, соответствующее спецификации G.652D или одномодовое волокно спецификации G.657A, допускающее многократные изгибы с радиусом 15 мм. Использование того или другого типа ОВ определяется условиями прокладки и монтажа. Кабели H-Pace имеют внешнюю оболочку из низкодымящего, не содержащего галогенов и не поддерживающего горение материала (LSOH). Оболочка стойка к ультрафиолету, соответствует стандарту EN 50290-2-27. Кабели полностью диэлектрические. Стойкость к растягивающим усилиям обеспечивается продольными стеклопластиковыми стержнями. Особенностью кабелей H-Pace является возможность вскрытия с помощью специального инструмента окна в наружной оболочке с последующим свободным доступом к элементам сердечника. Отдельные волокна или модули могут извлекаться из кабеля на длину до 20 м, в зависимости от типа. Благодаря этому становится возможным на этапе строительства сети прокладывать вертикальные кабели по существующим либо вновь создаваемым стоякам без петель запаса на этажах и без установки этажных коробок. Коробки могут устанавливаться позднее, по мере подключения абонентов, на тех этажах, где это необходимо.

Для внутридомовой разводки предусматривается оптический кабель с легко-извлекаемыми волокнами, негорючей оболочкой и низким дымо-выделением марки H- PACe, производство компании «Acome».

Cable H-PACe HPC1625 12 Ч G657

Рисунок 5.2 - Эскиз кабеля H-PACe

Конструктивно-технические характеристики:

Сердечник содержит до 48 одномодовых ОВ с диаметром покрытия 900мкм или до 288 ОВ с диаметром покрытия 250 мкм. Идентификация ОВ обеспечивается цветовой кодировкой.

Наружная оболочка герметична и выполнена из композиции полимерного материала, не распространяющей горение, в стенках оболочки диаметрально противоположно расположены два стеклопластиковых стержня, которые предотвращают осевое кручение ОК и выполняют функции силовых элементов ОК.

Характеристики ОВ, используемых в ОК

Геометрические параметры ОВ и ОК соответствуют следующим значениям:

• погрешность концентричности сердцевины не более 0,5мкм,

• диаметр оболочки 125±1мкм,

• некруглость оболочки не более 1%,

• номинальный диаметр защитного покрытии 245мкм или 900мкм,

Оптические параметры ОВ и ОК соответствуют следующим значениям:

• рабочие длины волн 1310ч1625,

• коэффициент затухания не более 0,36дБ/км (л=1310нм); 035дБ/км (л=1383нм); 0,22дБ/км (л=1550нм);

• коэффициент хроматической дисперсии не более 3,5 пс/(нм _км) в интервале длин волн (1285ч1330)нм, не более 18 пс/(нм_км) в интервале длин волн (1525ч1575) нм;

• коэффициент поляризационной модовой дисперсии: не более 0,2 пс/км;

• наклон дисперсионной характеристики и области длины нулевой дисперсии: не более 0,092 пс/(нм2 Чкм);

• затухания отражения 50дБ;

• длина волны нулевой дисперсии 1310±10 нм;

• длина волны отсечки: не более 1270 нм;

• неконцентричность модового поля: не более 0,5мкм;

• прирост затухания из-за микроизгибов: 0,5дБ (100 витков Ч?60мм, л=1550нм/1625нм), для ОВ с уменьшенными изгибными потерями 0,25дБ (10 витковЧ?15мм, л1550нм) и 1,0дБ (10 витковЧ?15 мм,л1625нм).

Характеристика стойкости ОК к механическим воздействиям:

• ОК стоек к усилию растяжения 1 kH. Допускаются кратковременные воздействия на ОК усилий растяжения, превышающих на 15% нормируемое значение усилия растяжения.

• ОК стоек к раздавливающему усилию 2кН/100мм,

• ОК стоек к воздействию удара с энергией 3 Дж,

• ОК стоек к многократным изгибам (20 циклов) на угол ±900 с радиусом равным 20 номинальных диаметров ОК, при ќдо-100С,

• ОК стоек к осевому кручению (10 циклов) на угол ± 3600 на длине 4 метра.

Характеристика стойкости ОК к климатическим воздействиям:

• Диапазон рабочих температур ОК составляет от минус 10 до 500,

• ОК стоек к циклической смене температур в диапазоне от повышенной до пониженной рабочих температур,

Характеристика надежности:

• Срок службы ОК, включая срок сохраняемости, составляет не менее 25 лет.

5.4 Выбор оборудования

Для данного проекта я выберу оборудование фирмы Eltex. ООО «Предприятие «Элтекс» более пятнадцати лет ведёт работу по внедрению комплексных решений для телекоммуникационных сетей, занимаясь разработкой, реализацией и технической поддержкой проектов в области связи и информационных технологий в соответствии с коммуникационными потребностями на современные информационные услуги. В настоящий момент обслуживает многих ведущих мировых операторов, наряду с одним миллиардом пользователей по всему миру. Компания предоставляет инновационные продукты, услуги и решения, разрабатываемые по техническим условиям заказчика, создавая долгосрочную систему ценностей и обеспечивая своим клиентам потенциальный рост.

Технологические возможности

- вся продукция разрабатывается и производится только с самыми современными элементами поверхностного монтажа, что позволяет улучшить технологии и качества сборки и монтажа;

- изделия разрабатываются с помощью современных систем автоматизированного проектирования (САПР), что позволяет перейти на безбумажную технологию и сквозное автоматизированное производство с контролем параметров на всех технологических этапах, кроме того, обеспечивается быстрота и гибкость перенастройки оборудования на изготовление различных изделий и модулей;

- в процессе производства продукции используются новейшие компоненты высокой плотности интеграции от ведущих мировых фирм;

- предприятие является владельцем собственных высокопроизводительных линеек автоматизированного SMD-монтажа, производительность которых более 1 млн. портов в год;

- разработка собственного программного обеспечения позволяет постоянно модернизировать производимый продукт под нужды покупателя.

Ключевые производственные направления:

- модернизация и развитие оборудования для традиционных и конвергентных комплексных решений;

- разработка новых изделий и комплексных решений для сетей NGN;

- поддержка качества сервиса в течение всего срока эксплуатации.

Решения и продукция ELTEX включают оборудование мультисервисных сетей (Оборудование кабельного ТВ, проектирование кабельного телевидения, сети GPON, GPON Элтекс, GPON Corecess S5, Corecess 3800, Corecess R1 и R1P, Оборудование IPTV, Middleware IP TV, MSAN MC1000-PX,Оборудование EOC), Источники бесперебойного питания (ИБП) (ИБЭП 220/48(60)В-8А 'ФОРПОСТ', ИБЭП 220/48(60)В-10А 'ФОРПОСТ', ИБЭП 220/48В-80А 'ФОРПОСТ', ИБЭП-220/60В-40А 'ФОРПОСТ', ИБЭП 220/60В-80А 'ФОРПОСТ' , ИБЭП-220/24В-12(24)А 'ФОРПОСТ', ИБЭП-220/24В-50А 'ФОРПОСТ', аккумуляторный блок 'ФОРПОСТ' 48В.2U, аккумуляторный блок 'ФОРПОСТ' 60В.2U,УЭП, УЭПС-2 (2К), УЭПС-3 (3К), ИБП постоянного тока 'Штиль', ИБП МТА 8А)беспроводных сетей (HSDPA/WCDMA/EDGE/ GPRS/GSM, WiMAX), сетевые устройства (FTTx, xDSL, оптические устройства), коммутаторы Ethernet (коммутаторы Cisco Systems, коммутаторы D-Link, коммутаторы 3Com, коммутаторы QTECH, коммутаторы 'Элтекс').

Оборудование компании Eltex является более дешёвым и удобным при конфигурации сети. Для сетей PON компания предоставляет линейку различного современного оборудования и решений. На базе оборудования Eltex возможно организовать для клиентов различные услуги: телефония, КТВ, IPTV, Internet.

Компания предоставляет оборудование, предназначенное для организации пассивной оптической сети на базе технологий GPON. Оборудование центрального узла поддерживает высокоскоростные интерфейсы от 1 Гбит/с для передачи данных, VoIP и видео сервисов.

Основное абонентское (FTTH) оборудование Eltex представлено терминальными устройствами ONT NTE-2, ONT NTE-RG-1402F, ONT NTE-RG-1402G.

Станционное оборудование

Станционное оборудование размещается на территории АТС и включает в себя:

· 19' шкаф 47 U;

· оптический кросс на 144 подключения SC/APC.

· 4 станционных терминала (OLT) LTE-8ST;

Таблица 9.1 - Спецификация оборудования для станционного участка сети

Рис. Фасад станционного телекоммуникационного шкафа

Станционный терминал GPON LTЕ-8Х

Оборудование OLT GPON производства «Элтекс» представлено терминалом LTР-8Х с внутренним Ethernet-коммутатором на восемь портов GPON.

Основным преимуществом GPON является использование одного станционного терминала (OLT) для нескольких абонентских устройств (ONT). OLT является конвертером интерфейсов Gigabit Ethernet и GPON, служащим для связи сети PON с сетями передачи данных более высокого уровня.

Рисунок 5.1 - Станционный терминал LTE-8ST

Станционный терминал LTE-8ST предназначен для связи с вышестоящим оборудованием и организации широкополосного доступа по пассивным оптическим сетям. Связь с сетями Ethernet реализуется посредством Gigabit uplink интерфейсов, для выхода в оптические сети служат 8 интерфейсов GPON. Каждый интерфейс поддерживает соединение с 32-мя абонентскими оптическими терминалами по одному волокну, динамическое распределение полосы DBA (dynamic bandwidth allocation) позволяет предоставлять пользователю полосу пропускания до 1Гбит/с.

Устройства позволяют подключить до 256 (8х32) оконечных абонентских терминалов (ONT).

Декларация о соответствии № Д-СПД-3269

Устройство выполняет следующие функции:

1.динамическое распределение полосы DBA;

2.поддержка механизмов качества обслуживания QoS, приоритезация различных видов трафика на уровне портов GPON в соответствии с 802.1p;

3.поддержка функций безопасности;

4.удаленное управление ONT, автоматическое обнаружение новых ONT;

5.коррекция ошибок FEC;

6.возможность измерения мощности принимаемого сигнала от каждой ONT (RSSI);

7.поддержка протокола MPCP;

8.организация VLAN (диапазон идентификатора VLAN 0-4094);

9.фильтрация по МАС-адресу, размер таблицы МАС адресов - 16 000 записей;

10.поддержка IGMP Snooping v1/2/3, IGMP proxy.

Технические характеристики:

1. До 8 портов GPON с поддержкой стандартов IEEE 802.3z, IEEE 802.3ah, IEEE 802.1D, IEEE 802.1p, IEEE 802.1Q;

2. Наличие встроенного Ethernet-коммутатора: 4 Combo-порта 10/100/1000;

3. 4 шасси под SFP-модули 1000 Base-LX Gigabit uplink интерфейса для выхода в IP-сеть;

5. 4 разъема RJ-45 1000 Base-T Gigabit uplink интерфейса для выхода в IP-сеть;

6. порт 10/100/1000 Base-T для управления и мониторинга;

7. COM-порт RS-232 для подключения консоли;

8. Максимальная удаленность абонентского оборудования от станционного оборудования - 20 км;

9. Резервирование определенной длины волны (1,55 мкм) для предоставления услуг кабельного телевидения;

10. Габаритные размеры: 420х45х240 мм, 19” конструктив, типоразмер 1U.

Оборудование GPON применяется в жилых комплексах для построения сетей широкополосного доступа к услугам Интернет, IP TV, пакетной телефонии. Кроме того, для построения сетей на крупных стратегических предприятиях и в бизнес-центрах.

Преимущества GPON LTE-8ST

· невысокая стоимость;

· высокая скорость передачи;

· сокращение суммарной протяженности оптических линий;

· использование одного станционного терминала для 32-х абонентских устройств;

· высокая масштабируемость;

· высокий коэффициент разветвления;

· предоставление полного комплекса услуг.

Таблица 5.1 - Технические характеристики OLT LTE-8ST

Кросс оптический

Узел кабельного ввода позволяет использовать вводно-кабельные устройства для бронированных кабелей и кабелей с металлическими элементами оболочки, а также вводить и крепить претерминированные кабели. Кросс стоечный представлен на рисунке 5.2

Рисунок 5.2 - Кросс стоечный

Кроссы серии ШКОС-С (Стандарт)

Технические характеристики

ШКОС-С-1U ШКОС-С-2U ШКОС-С-3U

Максимальное количество оптических портов FC/SC/LC 24/24/48 48/48/96 96/96/192

Максимальное количество вводимых кабелей- 4 или 2 транзитных, 8 или 4 транзитных, 12 или 6 транзитных.

Тип телекоммуникационной стойки 19'', 23'', метрический стандарт.

Габариты корпуса, мм 44x430x310 88x430x310 132x430x310

Шкаф стоечный

Универсальные напольные монтажные шкафы серии SZB предназначены для установки сетевого и телекоммуникационного оборудования внутри офисных и производственных помещений.

Рисунок 5.3- Шкаф стоечный производства ЗАО «Связьстройдеталь»

Базовой конструкцией служит каркасная рама с отверстиями в основании и верхней части. Верх шкафа защищен крышей, а боковые, передняя и задняя стороны оснащены панелями и дверями. Панели крепятся на каркасе при помощи двух замков, что обеспечивает легкий доступ к оборудованию и быструю сборку и разборку шкафа. Для всех видов замков существует универсальный ключ. Каркасная рама может быть установлена непосредственно на пол, смонтирована на вывинчивающиеся ножки, на стационарный плинтус или на ролики.

Шкаф оснащен четырьмя 19-дюймовыми профилями, которые крепятся к поперечным распоркам стойки. Они предназначены для монтажа 19-дюймового оборудования. 19-дюймовые профили могут быть установлены на любой высоте. В шкафах шириной 800 мм для монтажа 19-дюймовых профилей используются специальные консоли, а вертикальные фальшпанели закрывают пространство между 19-дюймовым профилем и боковой панелью шкафа. Напольные шкафы шириной 1000 мм помимо 19-дюймового отсека снабжены дополнительным отсеком шириной 400 мм.

В отличие от 19-дюймового отсека у дополнительного отсека нет люка в потолке, вместо 19-дюймовых профилей используются четыре несущие угловые планки, вместо дверей установлены боковые панели.

Ввод кабелей осуществляется через люки в напольной и потолочной панелях, а также через кабельные вводы в крыше, в цоколе, под укороченной дверью или боковой панелью (варианты приведены на фотографиях). Люки в напольной и потолочной панелях могут применяться для установки вентиляционных панелей и фальшпанелей, предохраняющих оборудование от пыли.

Напольные монтажные шкафы серии SZB могут быть состыкованы между собой. Боковые стороны каркасной рамы соединяются при помощи четырех болтов, а боковые панели не используются.

Технические характеристики:

Каркас - листовая сталь 2.0 мм

Боковые панели - листовая сталь 1.0 мм

Двери:

Стальная дверь - листовая сталь 1.0 мм

Стеклянная дверь в стальной раме -листовая сталь 1.5 мм, оргстекло 4.0 мм

Стеклянная дверь - высокопрочное стекло 5.0 мм

19-дюймовые профили - листовая сталь 2.0 мм

Степень защиты:

Степень защиты IP41 относится исключительно к шкафам со стандартной неперфорированной крышей, плотно прилегающей к каркасу, со стальными дверями и боковыми панелями без перфорации. Кабели должны заводиться в шкаф из напольного кабельного канала. Также возможен ввод кабелей через фальшпанель с резиновыми сальниками.

Внутридомовое оборудование

Шкаф антивандальный

Предназначен для установки 19-дюймового телекоммуникационного оборудования в местах открытого доступа, в том числе в неотапливаемых помещениях. Шкаф имеет усиленную конструкцию, дверной проем сконструирован так, чтобы максимально затруднить взлом двери с помощью инструмента: боковые стенки, потолок и днище выступают над плоскостью двери на несколько миллиметров; щели, зазоры и люфт двери в проеме сведены к минимуму. Шкаф оснащен двумя парами монтажных профилей, что позволяет монтировать самое тяжелое оборудование с четырехточечным креплением.

ОРШ выполнен в 19' исполнении, антивандальный, имеет замок. ОРШ устанавливается из расчета минимальной длины распределительного оптического кабеля (один на дом).

Рисунок 6.5 - Шкаф антивандальный 12U

Технические характеристики:

· Высота - 12U (658 мм);

· Глубина - 520 мм;

· Ширина - 600 мм;

· Масса - 31 кг.

Коробка распределительная оптическая (КРО)

Этажные кроссы ШКОН-МП

Рисунок 6.6 - Коробка распределительная оптическая ШКОН-МП (КРО)

Предназначен для ответвления из межэтажного кабеля волокон (модуля), обслуживающих этаж, соединения волокон межэтажного кабеля с абонентскими пигтейлами в оболочке 3,0 мм, фиксации межэтажного кабеля и абонентских пигтейлов, защиты места ответвления сростков волокон. Сращивание волокон может осуществляться как с помощью сварки, так и с использованием механических соединителей Fibrlok или RECORDsplice. Используются совместно с межэтажными кабелями с сердечником свободного доступа. Имеют компактные размеры, могут устанав ливаться непосредственно в стояках, этажных шкафах, нишах и т.п. Для ограничения доступа этажные кроссы оснащаются запорным устройством с универсальным секретом. Корпус кросса ШКОН-МП - литой из АБС пластика и обеспечивает пылевлагозащищенность на уровне IP42. Кросс

ШКОН-ММ имеет металлический корпус.

Шнуры оптические для подключения абонентов

Предназначены для использования в более жестких по сравнению с обычными шнурами условиях эксплуатации, подразумевающих повышенные раздавливающие нагрузки и изгибы малого радиуса. Изготавливаются на основе кабелей компании Acome специально разработанных для сетей FTTH. В кабелях используется одномодовое волокно спецификации G.657A, допускающее многократные изгибы с радиусом 15 мм.

Рисунок 6.7 - Шнур ШОС-S7/3,0мм-SC/APC-SC/APC-1,0 м-AC

Наружный диаметр оболочки кабеля может быть 3 или 4 мм. Кабели диаметром 4 мм можно пристреливать к стенам и плинтусам с помощью степлера.

Шнуры могут применяться в сетях CATV, FTTx и пассивных оптических сетях (PON), например, для подключения абонентов в подъездах.

Тип оптического волокна - одномодовое G.657A

Тип оптических коннекторов FC, SC, LC

Тип полировки UPC, APC

Величина типичного вносимого затухания, дБ 0,15

Максимальное вносимое затухания, дБ 0,3

Обратное отражение, не более, дБ -55 (UPC) -65 (APC)

Разветвители сети PON

Оптические PON разветвители (сплиттеры) предназначены для построения сетей PON , а также могут использоваться в системах передачи видеосигнала по оптике.

Разветвитель представляет собой пассивный оптический многополюсник с заданным количеством входных и выходных портов, не требующий питания. Его функцией является перераспределение подаваемого во входные порты потока оптического излучения на выходные порты. В случае, если с одной стороны порт один, а с другой - несколько, то в одну сторону он разделяет один поток на несколько, а в другую - наоборот, объединяет несколько потоков в один. По топологии оптические разветвители делятся на две конфигурации: NxN (с равным количеством входных и выходных портов) и 1xN (разбивающие один поток на несколько портов). Разветвители с конфигурацией 1xN бывают симметричными (в них излучение делится равномерно между всеми выходными портами) и несимметричными, в которых на каждый выходной порт отводится определенный процент мощности излучения.

Существуют две технологии изготовления оптических разветвителей: сплавные и планарные. Простые сплавные разветвители, рисунок 6.8, изготавливаются путем сплавления двух или нескольких оптических волокон.

Рисунок 6.8 - Сплавной разветвитель

Планарные разветвители (PLC), рисунок 6.9, изготавливаются по толстопленочной технологии на кристалле кремния, к торцам которого подстыковывают ленточные оптические волокна.

Рисунок 6.9 - Планарный разветвитель (PLC)

Планарные разветвители дают более стабильные и точные характеристики на выходах, имеют меньшее затухание на порт, меньше подвержены механическим воздействиям. В данном дипломном проекте будут использоваться разветвители планарного исполнения, рисунок 6.10.

Рисунок 6.10 - Сплиттер планарного типа

Отсутствие потребности в электропитании позволили сплиттерам получить широчайшее распространение в сетях, построенных на основе технологии PON и FTTx. Оптические сплиттеры PLC UpNet выпускаются в конфигурациях 1xM (M = 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 32, 64) и 2xN (N = 2, 4, 8, 16, 32, 64). PLC сплиттеры UpNet поставляются неоконцованными или оконцованными любыми типами оптических разъемов, а так же могут быть установлены в различные корпусы.

Поставщиком данной продукции является ЗАО «Связьстройдедаль».

Абонентское оборудование

Абонентские терминалы GPON ONT

Абонентские терминалы (ONT) предназначены для связи с вышестоящим оборудованием пассивных оптических сетей и предоставления услуг широкополосного доступа конечному пользователю. Связь с сетями GPON реализуется посредством PON - интерфейсов, для подключения оконечного оборудования клиентов служат интерфейсы Ethernet.

NTE-RG-1402G-W, NTE-RG-1402G

Рисунок 6.11 - Абонентский терминал NTE-RG-1402G-W

NTE-RG-1402G-W, NTE-RG-1402G - высокопроизводительные многофункциональные абонентские терминалы, предназначенные для доступа к современным услугам телефонии и высокоскоростному интернету. Кроме того, абонентские терминалы серии RG предоставляют пользователям услуг широкие возможности для работы в локальной сети.

Предоставляемые услуги

· высокоскоростной доступ в интернет;

· потоковое видео/ High Definition TV;

· IP TV;

· IP-телефония;

· видео по запросу (VoD);

· видеоконференция;

· развлекательные и обучающие программы “on-line”

Варианты применения

· подключение к услугам широкополосного доступа абонентов в многоквартирных домах, жилых комплексах, студенческих городках и коттеджных поселках;

· построение корпоративных сетей на крупных стратегических предприятиях, в бизнес-центрах с повышенными требованиями к безопасности и скорости передачи данных.

Параметры интерфейсов LAN

- 4 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T(RJ-45)

Параметры интерфейса PON

- 1 порт GPON

Поддержка стандартов

- IEEE 802.3AH

- IEEE 802.3U

- IEEE 802.3Z

- IEEE 802.3X

- IEEE 802.3AD

- IEEE 802.1D

- IEEE 802.1W

- IEEE 802.1Q

- IEEE 802.1P

-Среда передачи - SMF 9/125, G.652

-Оптический разъем SC/APC (розетка)

-Мощность передатчика От +0,5 до +5 дБ

-Чувствительность приемника От -28 до -8 дБ

-Бюджет мощности upstream/downstream 30.5/30 дБ

-Мин. затухание upstream/downstream 11 дБ/15 дБ

-Длина волны upstream/downstream 1310/1490 нм

-Ширина спектра опт. Излучения upstream/downstream 1нм/1нм

-Скорость соединения upstream/downstream 1,25/2.5 (1,25) Гбит/с

-Максимальная дальность действия до: 10, 20 км.

Конфигурирование:

-Удаленное управление по протоколу OAM (управление и техническое обслуживание), основанному на IEEE802.3AH

-Обновление программного обеспечения удаленно через OLT

-Web-интерфейс

-Удаленное управление по Telnet, SSH, SNMP

-Управление и обновление ПО по протоколу TR-069

-IP-телефония

Поддерживаемые протоколы:

- SIP

Аудиокодеки:

- G.729, (A/B)

- G.711(A/U)

- G.723.1

-G.726

Передача факса:

- G.711, T.38

Параметры аналоговых абонентских портов:

- 2 порта FXS

- сопротивление шлейфа до 2 кОм

- прием набора импульсный/частотный (DTMF)

- защита абон. окончаний по току и по напряжению

- выдача Caller ID

Параметры беспроводного интерфейса Wi-Fi:

-Стандарты 802.11 b/g, 802.11 n

-Частотный диапазон 2400 ~ 2483,5 МГц

-Модуляция BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM, DBPSK, DQPSK, CCK

-Скорость передачи данных, Мбит/с

802.11b(CCK): 1, 2, 5.5 ,11

802.11g(OFDM): 6, 9, 12 , 18, 24, 36, 48, 54

811n (HT20, 800ns GI): 130, 117, 104, 78, 52, 39, 26, 13

802.11n (HT40, 400ns GI): 300, 270, 240, 180, 120, 90, 60

802.11n (HT40, 800ns GI): 270, 243, 216, 162, 108, 81, 54, 27

-Максимальная выходная мощность передатчика:

802.11b (11 Mbps): 16,5 дБм

802.11g (54 Mbps): 12,5 дБм

802.11n (HT20-MCS7): 10,5 дБм

802.11n (HT40-MCS7): 9,5 дБм

-Чувствительность приемника:

802.11b (11 Mbps): -86 дБм

802.11g (54 Mbps): -73 дБм

802.11n (HT20-MCS7): -68 дБм

802.11n (HT40-MCS7): -65 дБм

Безопасность:

64/128/152-битное WEP-шифрование данных, WEP, WPA, WPA2

Функциональные характеристики:

-Работа в режиме «моста» или «маршрутизатора»;

-Поддержка PPPoE (PAP, SPAP и CHAP авторизация);

-Поддержка статического адреса и DHCP (DHCP- клиент на стороне WAN, DHCP-сервер на стороне LAN, DHCP-relay);

-Поддержка DNS (Domain Name System);

-Поддержка DynDNS (Dynamic DNS);

-Поддержка UPNP (Universal Plug and Play);

-Поддержка NAT (Network Address Translation);

-Поддержка NTP (Network Time Protocol);

-Поддержка механизмов качества обслуживания QoS;

-Поддержка TR-069

-Поддержка IGMP Snooping;

-Поддержка IGMP Proxy;

Физические характеристики и условия окруж. среды:

· Напряжение питания адаптер питания 220В/12В

· Потребляемая мощность не более 17 Вт

· Рабочий диапазон температур от +5 до +40 град. С

· Относительная влажность до 80%

· Габариты 218 x 120 x 49 мм, настольное исполнение

6. Оптимизация оптических сетей и их возможности

6.1 Расчет бюджета мощности

Бюджет запаса мощности предоставляет удобный метод анализа и количественной оценки потерь в волоконно-оптической линии. Бюджет мощности линии представляет собой сумму усилений и потерь на пути передачи сигнала от трансмиттера (через кабель и разъемы) к оптическому приемнику, включая запас мощности. Разность между передаваемой оптической мощностью и потерями в разъемах и соединителях должна находиться в границах между переданной мощностью и порогом чувствительности приемника. Чрезмерно большая оптическая мощность может указывать на насыщение оптического приемника, а слишком маленькая говорит о том, что приемник близок к своему порогу чувствительности. Это обычно сказывается на увеличении доли ошибок BER или выражается в нарушении работы кабеля и оконечного оборудования.

Результаты данного анализа позволят проверить наличие у волоконно-оптической линии достаточной мощности для преодоления потерь и корректного функционирования. Если анализ показывает обратное, то кабельную систему придется проектировать заново, чтобы она обеспечивала пересылку данных из конца в конец. Скорее всего, решение этой задачи может потребовать увеличения оптической мощности передатчика, повышения оптической чувствительности приемника, уменьшения потерь в волоконно-оптическом кабеле или разъемах либо применения всех перечисленных мер.

Составление бюджета запаса мощности - одна из наиболее важных задач при планировании инсталляции волоконно-оптической системы. При этом необходимо учитывать следующие факторы:

· Срок эксплуатации оптического трансмиттера (мощность трансмиттеров, как правило, падает с течением времени);

· Любое увеличение физической нагрузки на кабели (при этом потери в кабеле возрастают);

· Микроизгибы кабеля;

· Износ соединителей при их подключении и замене (это вызывает нарушение центровки и увеличение потерь при прохождении сигнала через разъем);

· Загрязнение оптических соединителей (пыль или грязь могут не пропустить сигнал через соединитель).

Запас мощности должен допускать некоторые вариации в рабочих характеристиках системы, не сказываясь на значении BER. Типичный запас мощности находится в границах от 3 до 6 дБ. Между тем никаких жестких правил относительно величины запаса мощности не существует. Необходимый запас зависит от типа волоконно-оптического кабеля, соединителей и применяемого оборудования. Если сделать запас мощности нулевым, то волоконно-оптическая линия должна иметь в точности ту оптическую мощность, которая необходима для преодоления потерь в кабеле и соединителях (при этом малейшее дополнительное ослабление сигнала чревато ухудшением характеристик передачи). Такого 'нулевого варианта' следует по возможности избегать.

Таблица 6.1 - Технические характеристики OLT LTE-8ST

Таблица 6.2 - Технические характеристики ONT NTE-RG1402G /1402GW

Таблица 6.3 - Величины коэффициентов потерь

Для каждой оптической линии представим все потери (между OLT и ONU) в виде суммы затуханий А?, дБ, всех компонентов для потока downstream к абонентским терминалам. Передача к абоненту ведется на длине волны 1550нм. Мощность зависит от общей длины магистрального кабеля до микрорайона, наличия разветвителей и соединений (сварных и разъемных):

Для каждой оптической линии представим все потери в линии в виде суммы затуханий всех компонентов:

А?=(L1+….Ln)•б+Np•Ap+Nc•Ac+(Aраз1+Аразm), дБ, (7.1)

где АУ - суммарные потери в линии (между OLT и ONU), дБ;

Li - длина i-участка, км;

б - коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км;

NP - количество разъемных соединений;

AP - средние потери в разъемном соединении, дБ;

NC - количество сварных соединений;

AC - средние потери в сварном соединении, дБ;

Aраз i - потери в i-оптическом разветвителе, дБ.

Первое слагаемое относится к суммарным потерям в оптическом кабеле, второе - к потерям в разъемах, третье - к потерям на сварках, и четвертое - потери в разветвителях

Расчет бюджета потерь должен подтвердить, что для каждой цепи общая величина потерь (включая запас) не превышает динамический диапазон системы.

Р=РВЫХmin - PВХ ?A? +PЗАП, (7.2)

Р - динамический диапазон PON, дБ;

РВЫХ min - минимальная выходная мощность передатчика OLT, дБм;

РВХ - допустимая мощность на входе приемника ONU, дБм;

АУ - суммарные потери в линии (между OLT и ONU), дБ;

РЗАП - эксплуатационный запас PON, дБ.

Эксплуатационный запас необходимо предусматривать на случай повреждений в линейном тракте, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно берется запас 3 дБ, но если на отдельных сегментах сети предполагается подключение значительного количества пользователей, то там запас должен быть явно больше.

Зная уровни оптической мощности передатчика и приемника или, иными словами, имея заданный оптический бюджет системы передачи, можно приступать к расчету оптической распределительной сети.

Произведем расчет потерь по приведенной выше формуле для цепи с наибольшим расстоянием между OLT и ONТ. Это жилой дом по адресу ул.Вокзальная, 28, до которого наибольшая протяженность оптического кабеля от OLT. Следовательно, в данной цепи будут наибольшие потери. Если общая величина потерь данной цепи не будет превышать динамический диапазон системы, то это условие будет подтверждаться во всех остальных цепях

Общая величина потерь на длине волны 1550нм составит:

L=3км

б=0,22 дБ/км;

NP =5;

AP =0,3 дБ;

NC =7;

AC =0,08 дБ;

Aраз =15 дБ;

А? =3,0•0,22+5•0,3+7•0,08+15=17,72 дБ.

Общая величина потерь на длине волны 1310нм составит:

L=3,0 км;

б=0,35 дБ/км;

NP =5;

AP =0,3 дБ;

NC =7;

AC =0,08 дБ;

Aраз =15дБ.

А? =3,0•0,35+5•0,3+7•0,08+15=18,11 дБ.

Проверим, не превышает ли рассчитанное значение бюджета потерь, включая запас, динамический диапазон системы. Учитывая, что для системы GPON динамический диапазон составляет 28 дБ, получим:

30 дБ ? (18,1+ 3) дБ, (1310нм)

30 дБ ? (17,72+ 3) дБ. (1550нм)

Условие подтверждается для цепи с наибольшими потерями, следовательно, оно будет соблюдаться и для других вариантов цепей.

По данным со схемы топологии сети, наименее удаленным от станционного терминала ONT расположен дом по адресу ул. Манская, 1а. Следовательно, мощность сигнала upstream (от ONT к OLT) от данных абонентов будет максимальной. Минимальная мощность передатчика ONT равна +0,5дБ, а порог перегрузки приемника OLT составляет минус 6дБ. Следовательно, затухание линии между ONT и OLT должно быть не менее 6,5дБ. На сети, минимальное затухание восходящего потока от абонентов дома по адресу ул. Манская,1а находятся аналогично по формуле (5.1).

Общая величина потерь на длине волны 1310нм составит для этого дома:

L=1,7 км;

б=0,35 дБ/км;

NP =5;

AP =0,3 дБ;

NC =7;

AC =0,08 дБ;

Aраз =15дБ.

А? =0,634•0,35+5•0,3+7•0,08+15=17,28 дБ.

Затухание линии больше, чем 6,5 дБ, перегрузки фотоприемника не будет.

6.2 Расчет дисперсии

Расчет дисперсии производится с целью определения совместимости полосы пропускания кабеля (оптической полосы) с требуемой скоростью передачи сигнала. Проведем расчет для самого длинного участка.

, (7.4)

где ,

- среднеквадратическое значение спектральной линии источника излучения;

D() - величина хроматической дисперсии.

Для длины волны 1310 нм величина хроматической дисперсии составляет 3,5 , а для 1550 нм дисперсия 18 .

Просчитаем самый длинный участок 3,0 км.

Из технического описания аппаратуры известно, что ширина спектральной линии источника излучения LTE-8ST , а NTE-2 .

При расчетах принимаем, что лсп = 0,212•?л0,01=0,318нм:

-обратный поток FОВ = = 53,97 ГГц;

-прямой поток FОВ = = 10,89ГГц.

Полоса пропускания волокна выше скорости передачи в системе, расчет проведен верно.

7. Строительство ВОЛС

7.1 Нормативная база

Строительство и эксплуатация ВОЛС осуществляется в соответствии с требованиями, предусмотренными в следующих нормативных документах:

- Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи. - Москва, 1986 г.

- Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. М., АООТ 'ССКТБ - ТОМАСС', 1995 г. Утверждено Минсвязи России 21.12.95 г.

- Руководство по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию оптических линий связи ГТС. - Москва, 1997 г.

- Руководство по эксплуатации линейно-кабельных сооружений местных сетей связи. М., УЭС Госкомсвязи России, 1998 г. Утверждено Госкомсвязи России 05.06.98 г.

- Нормы приёмо-сдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования. Утверждены приказом Госкомсвязи России № 97 от 17.12.97 г.

- Положение об организации электрических измерений при монтаже и сдаче в эксплуатацию ВОЛС на Московской ГТС. Утверждены руководством АО МГТС и ОАО 'Мостелефонстрой' в октябре 1995 года.

- Монтаж и измерения волоконно-оптических линий связи. Пособие для измерителей и монтажников ВОЛС. ОАО 'Мостелефонстрой' 1999 г.

- ГОСТ 25462-82. Волоконная оптика. Термины и определения.

- ГОСТ 26599-85. Компоненты ВОСП. Термины и определения.

Будет очень полезным ознакомиться с современными Техническими условиями (ТУ) на волоконно-оптические кабели ведущих фирм-производителей.

7.2 Особенности строительства ВОЛС

пассивный оптический сеть связь

Основные этапы строительства линий связи на электрических и оптических кабелях совпадают. Это позволяет широко использовать в процессе строительства ВОЛС известные приёмы и механизмы.

Отличия в технологии строительства, монтажных работах и эксплуатации ВОЛС обусловлены следующими конструктивными особенностями оптического кабеля (ОК):

- относительно малой стойкостью к растягивающим и сдавливающим усилиям;

- малыми поперечными размерами и массой в сочетании с большими строительными длинами;

- сравнительно большими величинами затуханий сростков оптических волокон (ОВ);

- трудностями организации служебной связи;

- необходимостью затрат больших объёмов времени на операции по сращиванию ОВ, а также повышенными требованиями к квалификации персонала.

Принципиальный момент заключается в том, чтобы обеспечить при прокладке ОК как можно менее напряжённые условия. Рекомендуемые производителем физические ограничения должны выполняться неукоснительно.

В общем виде процесс прокладки ОК состоит из двух этапов: подготовительного и основного (собственно прокладки).

Подготовительный этап включает в себя входной контроль строительных длин. Входной контроль строительных длин заключается во внешнем осмотре кабеля и измерении его оптических характеристик. Барабаны с ОК подвергают внешнему осмотру на отсутствие механических повреждений. После вскрытия обшивки барабана проверяется наличие заводских паспортов, соответствие маркировки строительной длины, указанной в паспорте, маркировке, указанной на барабане, а также внешнее состояние кабеля на отсутствие вмятин, порезов, пережимов, перекруток и т. д.

При измерении оптических характеристик прежде всего определяется километрическое затухание ОК, т. е. его ОВ, и производится сравнение результатов с паспортными данными. В случае неудовлетворительных результатов входного контроля составляется акт, по которому предъявляется рекламация.

7.3 Протяжка кабеля в канализации

Волоконно-оптический кабель вне зданий в черте населённых пунктов прокладывается в большинстве случаев в телефонной канализации. Её основу составляют круглые трубы с внутренним диаметром 100 мм из асбоцемента, бетона или пластмассы. Телефонная канализация прокладывается на глубине от 0,4 до 1,5 м из отдельных блоков, герметично состыкованных между собой. Через 40-100 м на трассе размещают смотровые колодцы, на стенках которых монтируются консоли для укладки кабеля. Отличие технологии прокладки в телефонной канализации электрического и оптического кабелей заключается в том, что усилие протяжки последних не должно превышать допустимого значения, а также не допускается кручение кабеля.

Прокладка кабеля в телефонной канализации обычно выполняется в свободном канале, где при постройке оставляется проволока для протяжки. При её отсутствии проход каналов выполняют с помощью устройства заготовки каналов, представляющее собой упругий стеклопластиковый пруток диаметром 10 мм и длиной до 150 м, смотанный на барабан диаметром около 1 м. Пруток проталкивают в канал до смежного колодца. Далее к наконечнику прутка крепят конец кабеля и вытягивают его обратно. Для крепления нужно использовать специальный наконечник, который фиксируется на кабеле за его силовой элемент и броневые покровы и должен быть снабжён компенсатором кручения. Протяжка должна осуществляться плавно и без рывков.

При наличии на трассе прокладки резких поворотов в колодце устанавливается поворотный ролик. При его отсутствии кабель вытягивается из этого колодца петлёй, и дальнейшая прокладка выполняется как с начальной точки трассы. Часто для экономии времени строительства кабель перебирают руками прямо в колодце, направляя в трубу канализации.

7.4 Прокладка кабеля в зданиях

Прокладка ОК обычно не представляет большой сложности, как из-за небольшой длины трассы, так и из-за более лёгкой и гибкой конструкции используемого для этого внутриобъектового кабеля. В случае прокладки в трубной разводке, под фальшполом и за фальшпотолком кабель сначала сматывают с транспортировочного барабана и выкладывают петлёй или восьмёркой в начальном пункте трассы, а затем плавно затягивают в кабельный канал. Для облегчения работы может быть использована стальная протяжная проволока длиной 5-10 м.

При укладке кабеля на открытых кабельростах или в желобах в длинных коридорах более удобно разложить кабель на полу вдоль трассы, а затем поднять его на желоб с фиксацией пластиковыми хомутами через каждые 2-3 м.

По нежилым чердакам и техническим этажам зданий (если они сквозные) кабель очень удобно подвешивать с помощью стандартных металлических подвесов на предварительно натянутый несущий трос. При этом обычно не требуется сложный расчёт на прочность с учётом ветровых и гололёдных нагрузок. Этот же способ можно рекомендовать и при прокладке кабеля по подвалам и техподпольям зданий при отсутствии существующих кабельных каналов.

7.5 Магистральный участок

Магистральный 48-ми волоконный оптический кабель прокладывается от АТС до домов по существующей кабельной канализации. Требуется ДПЛ-П-48А 6(6)-2,7 кН- 3200м. После оптической муфты до подвального помещения здания заводится оптический кабель нужной численностью волокон.

Схема разварки оптических волокон в магистральном кабеле сети приведена в приложение.

7.6 Распределительный участок

Шкаф антивандальный - ОШ укомплектованный кроссами серии ШКОС-С, установленный на чердаках домов.

12-тиволоконный оптический кабель марки H- PACe прокладывается в многоэтажных домах (4 этажа и более) от ОШ с чердачного помещения здания до этажных стояков в существующей трубе ПНД d=40мм. Вертикальная разводка по стоякам также осуществляется по существующим трубам с наименьшей загрузкой. На каждом этаже устанавливается оптическая распределительная коробка (КРО). В домах меньшей этажности применение вертикального внутридомового кабеля не предусматривается, абонентские устройства подключаются напрямую с ОШ до абонента шнуром патч-корд (до 60м)

7.7 Абонентский участок

В помещении пользователя устанавливается абонентское устройство NTE-RG-1402G-W. От этажного КРО прокладывается шнур ШОС-S7/3,0мм-SC/APC-SC/APC-40,0 до NTE-RG-1402G-W.

Таблица 8.3 - Спецификация для абонентского участка

8. Схема организации связи

Схема организации связи приведена в приложении.

На данной схеме показаны: центральный узел (OLT), оптические распределительные муфты, сплиттеры, оптические распределительные шкафы и абонентские сетевые устройства (ONT).

В данном проекте число подключаемых к сети абонентов берется 70% от общего числа жителей дома. При этом применяются сплиттеры 1:32. Сплиттеры 1:32 располагаются непосредственно в доме, в оптическом шкафу (ОШ), откуда производится разводка внутриобъектовым кабелем марки H- PACe, производство компании «Acome».

Раздача производится следующим образом: на 2 х этажный дом типовой постройки подается по 1 волокну, которое приходит непосредственно от OLT,при этом интерфейс подключения GPON. В ОШ, установленном на каждом доме, интерфейс делится сплиттером 1:32, таким образом, что мощность одного интерфейсного порта GPON делится на равнозначную мощность, которая в свою очередь поступают на вход ONT.

У каждого подключаемого абонента в квартире располагается абонентский терминал NTE-RG 1402G-W.

9. Измерения в процессе строительства ВОЛП

9.1 Измерения пассивных оптических сетей

Назначение любой волоконно-оптической сети - осуществлять беспрерывную, высокоскоростную передачу данных с требуемым уровнем обслуживания. Для обеспечения этих показателей необходимо проводить измерения основных характеристик ВОЛП не только на этапах эксплуатации и поиска неисправностей, но и на этапе строительства сети.

Проведение всестороннего тестирования линий в процессе строительства сети поможет свести к минимуму дорогостоящие и трудоемкие затраты сил и времени по поиску и устранению неисправностей, таких как проблемные соединения, загрязненные или поврежденные коннекторы и другие дефектные компоненты, еще до того как они приведут к перерыву в связи.

Один из наиболее важных факторов, который необходимо учитывать для обеспечения оптимального функционирования сети - это контроль потерь оптической мощности. Сеть должна быть сбалансирована.

Еще одним немаловажным фактором является максимально возможное снижение значения обратных отражений (ORL). Это особенно важно при передаче аналоговых видеосигналов большой мощности, вырабатываемых узкополосным лазером. Обратные отражения приводят к деградации подобных сигналов, что, в конечном итоге, негативно сказывается на качестве видеопередачи.

Учет этих факторов и проведение необходимых измерений для предотвращения их негативного влияния приобретает еще большее значение, когда сеть включает старые кабели. Такие волокна, особенно при работе на длине волны 1550 нм, могут показывать значительно большее затухание, чем ожидается на этапе планирования.

Подытожив вышесказанное, можно выделить три основных направления измерений характеристик ВОЛП при строительстве и сдаче в эксплуатацию сети PON:

· Двунаправленное измерение оптических возвратных потерь (ORL)

· Двунаправленное измерение оптических потерь между двумя оконечными точками

· Двунаправленный рефлектометрический анализ линии

Набор измерительного оборудования для обеспечения необходимых измерений должен состоять из:

· измерителя оптических возвратных потерь (ORL);

· измерителя оптических потерь (OLTS);

· визуального дефектоскопа (VFL);

· детектора активного волокна (LFD);

· оптического рефлектометра (OTDR);

· измерителя мощности для PON.[11]

9.2 Измеритель мощности

Измеритель мощности для PON должен иметь возможность разделения длин волн и измерения неравномерного, скачкообразного/пульсирующего трафика.

Рисунок 9.1 - Измеритель мощности EXFO FPM-600

Измеритель мощности FPM-600 позволяет проводить тестирование сетей PON на трех длинах волн (1310, 1490 и 1550 нм) согласно рек. ITU-T G.983.3

Высокоточный измеритель мощности FPM-600 обладает большим динамическим диапазоном и позволяет измерять уровни мощности до 26 дБм. Измеритель откалиброван на 40 длин волн и способен измерять мощность на любой заданной длине волны интерполяцией между калиброванными точками. Поэтому FPM-600 можно использовать для тестирования сетей CWDM и DWDM. Прибор также снабжен функцией измерения минимальных и максимальных уровней мощности, что позволяет определить пиковые значения и флуктуации мощности излучения.

Измеритель мощности FPM-600 позволяет проводить тестирование сетей PON на трех длинах волн (1310, 1490 и 1550 нм) согласно рек. ITU-T G.983.3.

Особенности прибора:

§ перезаряжаемые батареи

§ кнопки и экран прибора снабжены подсветкой для работы в темноте

§ обнаружение тоновых сигналов 270 Гц, 1 кГц и 2 кГц

§ учет реперных значений, автоматическое определение длины волны и совместимость с приборами 300-й, 600-й серий и FOT-930

· задание пороговых значений для индикации “Норма/Сбой” результата измерения

· память на 1000 измерений; USB порт для передачи данных на ПК

· визуальный детектор повреждений (лазер, 650 нм, 3 дБм, опционально)

· размеры: 19,0 х 10,0 х 6,2 см

· вес: 0,48 кг

В идеальном случае необходимо проводить тестирование PON после прокладки каждого сегмента. Например, после прокладки каждой секции оптического кабеля необходимо провести между оконечными точками рефлектометрический анализ и измерения ORL. После установки разветвителя - измерения основного (питающего) волокна между патч-панелью центрального устройства (OLT) и выходными портами разветвителя. После установки оконечных терминалов проводятся измерения между портом каждого терминала и патч-панелью волоконно-распределительного узла (распределительная патч-панель). Этот тест также может быть выполнен между портом оконечного терминала и патч-панелью OLT. В таком случае будет протестирована вся линия.

Двунаправленные измерения потерь

Оптические потери определяются как разница в уровне мощности между передающим источником и принимающим измерителем мощности. Общие потери оптической линии/системы рассчитываются как сумма вносимых потерь (IL) коннектора OLT, WDM мультиплексора, сварок, затухания в волокне, разветвителя, коннектора абонентского терминала (ONT, MDU) и всех соединений.

Вносимые потери - это потери оптической энергии в результате возникновения препятствия (установки компонента или устройства) на пути распространения света.

Потери могут быть измерены с использованием отдельного источника излучения и измерителя оптической мощности (OPM). Типичный OLTS состоит из источника излучения и измерителя мощности, более продвинутые модели OLTS состоят из источника излучения и измерителя мощности, скомбинированных в одном корпусе, и тем самым особенно удобны для проведения двунаправленного тестирования, автоматического измерения опорного значения и анализа полученных результатов. Еще более продвинутые модели OLTS могут выполнять одновременное автоматическое двустороннее тестирование потерь и ORL, а также оценивать длину линии и хроматическую дисперсию.

9.3 Анализ ВОЛП с помощью рефлектометра

В процессе строительства необходимо убедиться, что характеристики каждого кабельного участка соответствуют или превосходят значения указанные в спецификациях кабеля. Оптимальный способ решения этой задачи - использование оптического рефлектометра (OTDR). В отличие от обычного измерителя потерь, OTDR отображает подробную карту событий (потерь, отражений, обрывов и т.д.) на всех участках волокна, что позволяет обнаружить и оценить каждый отдельный элемент в линии, включая коннекторы, сварки, разветвители, мультиплексоры и прочее.

Работа OTDR основывается на отправке мощного импульса излучения в волокно и измерении отраженного сигнала. Каждое событие в линии является причиной отражений или потерь (или того и другого): конец волокна, обрывы, коннекторы и другие компоненты отражают небольшую часть излучения назад к рефлектометру. Для расчета расстояния до каждого события OTDR использует время, которое необходимо каждому отдельному отражению для возврата обратно к детектору рефлектометра.

Для проведения анализа PON рефлектометр должен иметь возможность проводить измерения на трех длинах волн (1310, 1490 и 1550 нм). Иногда, по причине того, что затухание сигнала на длине 1490 нм приблизительно на 0,02 дБ выше, чем на длине 1550 нм, проводят измерения только на двух длинах волн (1310 нм и 1550 нм). Такое допущение, особенно для современных волокон (G.652С и др.) с низким пиком воды, в общем, верно. Однако, для более старых типов волокон рекомендуется проводить измерения на длине волны 1490 нм для предотвращения эффекта пика воды.

В качестве общих требований к рефлектометру помимо измерения на трех основных длинах волн необходимо также выделить: динамический диапазон (достаточный для измерения линии), короткие мертвые зоны событий и затуханий, а также большое пространственное разрешение.

Рисунок 9.2 - Рефлектометр для сетей доступа SmartAX MA5680T

Рефлектометр для сетей доступа SmartAX MA5680T производства компании EXFO сочетает в одном ручном приборе ведущие технологии рефлектометрии и функции измерителя мощности. Прибор оптимизирован для тестирования пассивных оптических сетей (PON) в архитектурах FTTx.

Рефлектометр предлагается в нескольких конфигурациях с разными длинами волн и с широким выбором дополнительного оснащения, что позволяет достичь уникальной гибкости. Его можно использовать для тестирования оптических сетевых терминалов (ONT), оконечных терминалов или распределительных панелей для оценки характеристик FTTH распределительных волокон, поиска неисправностей и обнаружения местоположения дефектов.

Рефлектометр для сетей доступа SmartAX MA5680T был специально создан для поиска неисправностей на работающих PON сетях. Прибор может оснащаться дополнительным отдельным портом для тестирования на длине волны 1625 нм, который содержит фильтр, отфильтровывающий все нежелательные сигналы (1310, 1490 и 1550 нм), которые могут негативно повлиять на качество рефлектометрических измерений. С помощью такого рефлектометра поиск неисправностей на оптических волокнах, по которым передаются сигналы, не мешает нормальной работе и не влияет на ожидаемые характеристики информационных каналов. SmartAX MA5680T не мешает работе лазерных передатчиков на Центральном Узле, поскольку он использует длину волны, находящуюся за пределами рабочего диапазона, согласно рекомендациям ITU-T L.41 (Maintenance Wavelength on Fibers Carrying Signals).

Таблица 9.1 - Технические характеристики рефлектометра для сетей доступа AXS-100

9.4 Тестирование PON при вводе в эксплуатацию

При первой активации сети или при подключении новых абонентских устройств (ONT) необходимо выполнить следующие измерения:

Центральное устройство (OLT)

Измерение оптической мощности центрального узла (OLT) требуется для того, чтобы убедиться, что на абонентский узел (ONT) приходит достаточный уровень мощности. Такое измерение выполняется только при первой активации, т.к. впоследствии оно не может быть выполнено без перерыва связи в целой сети. Для выполнения данного теста оптическую мощность измеряют непосредственно на выходе WDM мультиплексора (объединяющего видеосигнал и сигнал от OLT). При этом могут использоваться два подхода:

Фильтрация. Оптический измеритель мощности измеряет полную оптическую мощность. Для измерения мощности каждой длины волны по отдельности используются оптические фильтры, одна длина волны за одно измерение.

Измерение при помощи измерителя мощности PON. Разделяющий длины волн измеритель мощности для PON, измеряет мощность каждой длины волны одновременно. Для получения оценки по критерию Годен/Негоден/Предупреждение, можно установить величину пороговых значений для каждой длины волны.

После подключения основного волокна выполняются аналогичные измерения на патч-панели, при этом мощность измеряется на каждом выходе разветвителя.

Абонентский узел (ONT,ONU,MDU)

Каждый раз при добавлении нового ONT в сеть необходимо провести измерения оптической мощности прямого и обратного потоков на этой ветви. Как и в случае с OLT могут применяться оба подхода: фильтрация и измеритель мощности PON. Однако, по причине того, что фильтрация не позволяет проводить измерения обратного потока, в данном случае наиболее предпочтительным является использование разделяющего длины волн измерителя мощности PON.

Измеритель мощности для PON подключается как сквозное устройство непосредственно в линию между разветвителем и ONT. Данный прибор осуществляет одновременное измерение мощности прямого потока на длинах 1550 и 1490 нм и мощности обратного потока на длине 1310 нм. В отличие от обычного измерителя мощности, который измеряет среднюю мощность оптического сигнала, измеритель мощности для PON позволяет измерять скачкообразный/пульсирующий сигнал, что позволяет получить реальное значение мощности.

Очень важно понимать, что сигнал 1310 нм, передаваемый в обратном направлении от ONT, по природе прерывистый, а не непрерывный. Именно по этой причине мощность сигнала от ONT должна измеряться специальным прибором.

Поиск и устранение неисправностей в PON

Устранение неисправностей в сетях PON включает в себя: обнаружение и идентификацию источника неисправности в оптической сети со сложной топологией, включающей множество компонентов, и непосредственно устранение выявленных неисправностей.

Так как большинство компонентов PON являются пассивными, наиболее часто проблемы в сети возникают по причине загрязнений, повреждений или плохого подключения коннекторов, а также обрывов или макроизгибов волоконно-оптического кабеля. В зависимости от места возникновения, эти события оказывают влияние на отдельные, либо на все ONT в сети.

К примеру, если происходит обрыв в кабеле между OLT и первым разветвителем, неисправность легко идентифицируется - все ONT в сети перестают работать. В случае, если возникает дефект (макроизгиб, загрязненный коннектор и т.д.) на одном из участков разветвленной оптической сети, испытывать проблемы будут только те ONT, которые расположены за дефектным участком. В таком случае идентифицировать источник неисправности - гораздо более сложная задача. Но и она может быть частично решена благодаря ONT.

Однако, идентификация дефектных участков с помощью «проблемных» ONT не может дать полной картины неисправности и более того обнаружить ее источник. ONT лишь может указать возникновение неисправности, а найти ее источник могут только специальные приборы - измерители мощности PON, которые, промеряя шаг за шагом все сегменты проблемного участка, дадут полную картину распределения мощностей по ветвям пассивной оптической сети.

10. Приемка ВОЛП в эксплуатацию

Приемка в эксплуатацию смонтированных ВОЛП осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП Ш-3-81 'Приемка законченных строительством объектов. Основные положения'. Временными правилами приемки в эксплуатацию законченных строительных объектов связи общего пользования в Российской Федерации, утвержденными приказом Минсвязи России от 19.12.95 года №146.

Под объектом законченного строительства сети PON понимается построенный участок сети PON с полностью смонтированной инфраструктурой, а именно:

- смонтированное оборудование OLT,

- смонтированное оборудование КМО,

- смонтированная магистральная сеть до жилых домов, включая разваренные вводные оптические шкафы, уличные оптические шкафы, муфты и т.п.

- смонтированная распределительная сеть в жилых домах, включая разваренные оптические настенные шкафы (ШКОН).

- техническая готовность к предоставлению услуг.

Строительство участка сети PON должно осуществляться согласно «Руководству по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых оптических линий связи. ССКТБ-ТОМАСС, М, 1993г.» и других связанных нормативных документов.

Заказчик, при сдаче в эксплуатацию ВОЛП, помимо материалов, предъявляемых приемочной комиссии в соответствии с установленным нормативными документами порядком, предъявляет также:

- ведомость запаса кронштейнов, анкерных и поддерживающих зажимов, передаваемых дистанциям электроснабжения в соответствии с утвержденными нормами;

- справку о согласовании технического обслуживания узлов подвешивания ВОК;

- альбомы типовых узлов и деталей подвески ВОК на опорах радиосети.

При проведении приемо-сдаточных испытаний выделяются элементарные кабельные участки волоконно-оптических систем передачи.

Это физическая среда передачи между соседними окончаниями участка. Таким образом, на данном этапе измерению подлежит совокупность всех участков волокна линейного кабеля, его сростков в точках соединения строительных длин, станционных кабелей и их сростков с линейными оптическими волокнами, кроссовыми оптическими шнурами.

Измерения проводят оптическим рефлектометром. Однако окончательные измерения суммарных оптических потерь на участке (с учетом потерь на оконечных разъемных оптических соединителях станционных кабелей) производят методом разности уровней с помощью стабилизированного источника и измерителя уровня оптической мощности.

На элементарном кабельном участке нормируются:

- относительное значение оптических потерь, приведенное к длине 1 км;

- суммарное продольное затухание оптических волокон всей линии с учетом потерь на их сростках;

- распределение значений потерь в сростках.

Результаты контрольных измерений вместе с данными по адресам муфт заносят в паспорт-протокол установленной формы. Данные нормы указывают параметры распределения потерь в неразъемных соединениях, определяемых для каждого оптического волокна в отдельности.

11. Безопасность жизнедеятельности

В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 23 мая 2000 года N 399 'О нормативных правовых актах, содержащих государственные нормативные требования охраны труда' (Собрание законодательства Российской Федерации, 29.05.2000, N 22, ст.2314) Министерством Российской Федерации по связи и информатизации разработаны правила по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий связи «Об основах охраны труда в Российской Федерации» и распространяющимся на организации, обслуживающие линейные сооружения кабельных линий связи, имеющие лицензию для осуществления деятельности в области связи и определяют требования по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий связи.

На основе настоящих Правил и действующих нормативных актов по охране труда, типовых инструкций для работников, выполняющих работы на линейных сооружениях кабельных линий связи, должны быть разработаны инструкции по охране труда, исходя из профессии работников или вида выполняемых работ с учетом местных условий и специфики производственных процессов.

Каждый работник предприятия связи обязан соблюдать инструкции по охране труда, так как безопасные методы труда являются одним из основных пунктов безопасности жизнедеятельности.

11.1 Меры безопасности при прокладке кабеля

При работах на КЛС и ПВ (РФ) возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

· движущиеся машины и механизмы;

· повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

· повышенная скорость движения воздуха;

· повышенная влажность воздуха;

· повышенный уровень шума на рабочем месте;

· повышенный уровень локальной вибрации;

· повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

· недостаточная освещенность рабочей зоны;

· повышенная яркость света;

· острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;

· воздействие вспышки комплекта сварки световодов на зрение оператора воздействие лазерного излучения;

· появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;

· вредные вещества: свинец и его неорганические соединения, нефрас С 150/200, оксид углерода, полиэтилен, ацетон;

· попадание мельчайших остатков оптического волокна на кожу работника;

· физические перегрузки;эмоциональные перегрузки

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций, установленных ГОСТ 12.1.005-88. Контроль уровней освещенности, шума, вибрации, температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в местах проведения работ, концентраций вредных веществ должен осуществляться производственными лабораториями и санитарными лабораториями. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны представлены в таблице(6.1)

Таблица 11.1 -ПДК вредных веществ

К самостоятельной работе на кабельных линиях связи и проводного вещания(радиофикации) допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр в соответствии с приказом Министерства здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации от 05.10.95 г. № 280/88, обученные безопасным методам работы, прошедшие проверку знаний по охране труда, имеющие соответствующую квалификацию согласно тарифно-квалификационному справочнику и соответствующую группу по электробезопасности.

Работники, выполняющие работы на кабельных линиях связи и проводного вещания (радиофикации) должны быть обеспечены специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты. На руководителя организации, выполняющей работы на кабельных линиях связи и проводного вещания (радиофикации), возлагается ответственность за своевременное обеспечение работников спецобувью, спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты. Для хранения выданных работникам спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты администрация предприятия обязана предоставить в соответствии с требованиями строительных норм специально оборудованные помещения (гардеробные). Администрация обязана следить за тем, чтобы работники во время работы пользовались выданными им спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты.

Средства защиты должны храниться в закрытых помещениях, не касаться отопительных приборов, быть защищенными от солнечных лучей, влаги и агрессивной среды (паров кислот, щелочей и т.д.). Средства защиты размещают в помещениях в отдельно отведенных местах. Места хранения должны быть оборудованы крючками или кронштейнами для штанг, клещей изолирующих, переносных заземлений, плакатов и знаков безопасности, а также шкафами, стеллажами для диэлектрических перчаток, бот, галош, ковров, изолирующих накладок, рукавиц, предохранительных поясов, канатов, защитных очков и т.п. Средства защиты, изолирующие приспособления и устройства, предназначенные для работ под напряжением, должны храниться в сухом проветриваемом помещении. Доставка к рабочему месту должна обеспечивать их исправность и пригодность к применению.

Все находящиеся в эксплуатации электрозащитные средства и предохранительные пояса должны быть пронумерованы. Наличие и состояние средств защиты должно проверяться осмотром периодически, но не реже 1 раза в 6 месяцев, лицом ответственным за их состояние с записью результатов осмотра в журнал. Перед каждым применением средств защиты персонал обязан проверить его исправность, отсутствие внешних повреждении, загрязнений, проверить по штампу срок годности. Пользоваться средствами защиты с истекшими сроками годности запрещается.

11.2 Погрузочно-разгрузочные работы

Погрузочно-разгрузочные работы должны выполняться в соответствии с межотраслевыми правилами по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов, СНиП 12-01-2001 'Безопасность труда в строительстве', утвержденными Постановлением Госстроя России от 23.07.2001 N 80, зарегистрированным Минюстом России 09.08.2001, регистрационный N 2862, другими нормативными правовыми актами и нормативными техническими документами и настоящими Правилами.

Ответственность за организацию и производство погрузочно-разгрузочных работ в организации должна быть возложена приказом на специалиста, организующего эти работы.

Лицо, руководящее производством погрузочно-разгрузочных работ, обязано:

· перед началом работы обеспечить охранную зону в местах производства работ, проверить внешним осмотром исправность грузоподъемных механизмов, такелажного и другого погрузочно-разгрузочного инвентаря. Работа на неисправных механизмах и неисправным инвентарем запрещается;

· проверить у работников, осуществляющих работы, наличие соответствующих удостоверений и других документов на право производства работ;

· при возникновении аварийных ситуаций или опасности травмирования работников немедленно прекратить работы и принять меры для устранения опасности.

На места производства погрузочно-разгрузочных работ не должны допускаться лица, не имеющие прямого отношения к этим работам. Не допускается нахождение людей, нахождение и передвижение транспортных средств в зоне возможного падения грузов с подвижного состава при погрузке и разгрузке, а также при перемещении грузов подъемно-транспортным оборудованием.

На местах производства погрузочно-разгрузочных работ, оборудованных знаками безопасности, должны быть вывешены схемы строповки грузов, таблицы допускаемых высот штабелей грузов, размеров проходов и проездов между штабелями.

Транспортные средства, стоящие под погрузкой-разгрузкой, должны быть надежно заблокированы.

Нормы предельно допустимых нагрузок для мужчин и женщин старше 18 лет при подъеме и перемещении тяжестей вручную должны соответствовать данным, приведенным в таблице 10.1

Таблица 11.2 - Нормы предельной нагрузки для перемещения

Все погрузочно-разгрузочные работы необходимо производить в рукавицах, а при выполнении работ с помощью грузоподъемных механизмов - в рукавицах и касках.

Механизированный способ погрузочно-разгрузочных работ является обязательным для грузов весом более 50 кг, а также при подъеме грузов на высоту более 2 м.

При производстве погрузочно-разгрузочных работ работникам запрещается находиться в зоне возможного падения, смещения или опрокидывания грузов.

Особую опасность для людей представляет выгрузка кабеля вручную. В этом случае барабан с кабелем нужно опускать осторожно по наклонным плоскостям, применяя брусья, трубы, устанавливаемые под углом не более 15°, оттягивая при этом барабан веревками в противоположную сторону от направления спуска.

Основные меры безопасности при раскатке и прокладке кабелей сводятся к предупреждению ушибов и ранения рабочих. При перекатывании барабанов с кабелем рабочим запрещается стоять на пути перемещаемого барабана во избежание его наезда на рабочих. Во избежание чрезмерно быстрого вращения барабана при раскатке кабеля, его тормозят специальным тормозом, который устанавливают на раме одного из домкратов. Обычно раскрутку и растягивание кабеля с барабана производят с помощью лебедки, устанавливаемой на противоположном конце. Для облегчения усилия используют специальные ролики. При раскатке кабеля рабочим категорически запрещается руками оттягивать кабель на углах поворота.

Разгрузка путем свободного скатывания или сбрасывания барабанов на землю запрещается.

Запрещается перевозка людей в кузове автомашин, груженных барабанами с кабелем или пустыми барабанами.

11.3 Прокладка кабелей в кабельной канализации, коллекторах, тоннелях

Работу в подземных смотровых устройствах - кабельных колодцах, коллекторах, помещениях ввода кабелей и т.д. следует проводить звеном или бригадой, состоящей не менее чем из трех человек. При работе в подземных смотровых устройствах должен выдаваться наряд-допуск.

По обе стороны колодцев, в которых производится работа, должны быть установлены ограждения-барьеры. Если колодец находится на проезжей части дороги, ограждения устанавливают навстречу движению транспорта на расстоянии не менее 2 м от люка колодца. Кроме того, на расстоянии 10-15 м от ограждения навстречу движению транспорта должны быть установлены предупредительные знаки. При плохой видимости дополнительно должны быть установлены световые сигналы.

Перед началом работы в колодцах, расположенных на проезжей части, необходимо поставить в известность местные органы ГИБДД о месте и времени проведения работ. Устанавливать кабельную машину, устройство для размотки кабеля (при работе с оптическим кабелем), следует так, чтобы они не мешали движению пешеходов или транспорта. Машину необходимо установить на тормоза, а под передние колеса положить упоры. При затягивании кабеля с кабельного транспортера под его колеса необходимо подложить упоры. Устанавливать устройство для размотки кабеля следует на расстоянии 1,5 м от люка колодца.

При затягивании кабеля запрещается находиться у изгибов каната и прикасаться голыми руками к движущемуся кабелю или тросу. Лебедка ручная проволочная должна устанавливаться не ближе двух метров от люка колодца. Перед прокладкой строительной длины оптического кабеля на конце, с которого начнется ее прокладка, должен быть установлен кабельный наконечник (кабельный чулок с компенсатором кручения). Внутри коллектора и технического подполья, в зависимости от их габаритов, массы и длины прокладываемого кабеля, кабель протягивают по роликам или бригада работников вносит его на руках с соблюдением требований п. 9.2.3 и далее укладывает на консоли.

11.4 Прокладка кабеля по стенам зданий

При работах, связанных с прокладкой кабеля по стенам зданий, необходимо пользоваться исправными деревянными или металлическими лестницами, стремянками, подмостями и автовышками (при наружных работах). Лестницы должны быть прочными и надежными. Дерево, применяемое для изготовления лестниц, должно быть выдержанным и сухим, сучковатость в нем не допускается. Ступени деревянных лестниц и стремянок должны быть прочно вставлены в выдолбленные отверстия в тетивах. Расстояние между ступенями должно быть 250 мм. Тетивы должны скрепляться стяжными болтами не реже чем 2 м, а также под верхней и нижней ступенями. Применять лестницы и стремянки со ступенями, нашитыми гвоздями, без их предварительной врезки запрещается. Нижние концы приставных лестниц должны иметь упоры в виде острых стальных наконечников при установке на грунте или резиновые башмаки при установке на полу, асфальте и т.п. Общая длина (высота) приставной лестницы должна обеспечивать рабочему возможность работать стоя на ступени, находящейся на расстоянии не менее 1 м от верхнего конца лестницы. Длина лестницы не должна превышать 5 м.

Работы на высоте более 2,5 м с электроинструментом, пневматическим инструментом, паяльной лампой и газовой горелкой, а также с монтажным пиротехническим пистолетом, независимо от высоты, разрешается только с подмостей или лестниц-стремянок, имеющих верхние площадки, огражденные перилами. Проводить штробление стен и перекрытий, в которых может быть расположена скрытая радио и электропроводка, следует после отключения этих проводов от источников питания. При этом должны быть приняты меры по предупреждению ошибочного появления напряжения. При штроблении и пробивке отверстий в бетонных или кирпичных стенах следует пользоваться рукавицами и предохранительными очками с небьющимися стеклами. Раздвижные лестницы-стремянки должны иметь запорное устройство, исключающее возможность самопроизвольного раздвигания во время работы на них.

11.5 Работа в подземных смотровых устройствах

До начала работы в подземных сооружениях воздух в них должен быть проверен на присутствие опасных газов. Наличие газа необходимо проверять в колодце, где будет производиться работа и в близлежащих смежных колодцах. В подземных сооружениях исследование воздуха на присутствие в нем метана и углекислого газа необходимо производить независимо от того, имеется в населенном пункте подземная газовая сеть или нет. Убедившись с помощью газоанализатора в отсутствии взрывоопасных газов, необходимо проверить в колодце наличие углекислого газа. Если при открытии колодца газ в нем не был обнаружен, то дальнейшая проверка на присутствие опасного газа должна производиться газоанализатором (газоиндикатором) через каждый час. Газоанализаторы (газоиндикаторы) необходимо проверять один раз в 6 месяцев в специализированных лабораториях. Проверка исправности газоанализатора (газоиндикатора) должна фиксироваться в специальном журнале. Если анализ показал присутствие опасного газа, то работа в подземных сооружениях должна быть прекращена до тех пор, пока не будет устранена причина поступления опасного газа. О наличии взрывоопасного газа в подземном сооружении старший по бригаде должен немедленно поставить в известность руководителя предприятия и аварийную службу газового хозяйства. Смотровые устройства, в которых периодически обнаруживаются метан и углекислый газ, должны быть взяты на учет.

Все работы по ликвидации загазованности смотровых устройств взрывоопасными газами должны вести только работники службы газового хозяйства. До тех пор, пока не будет установлено, что в колодцах нет взрывоопасных газов, запрещается приближаться к люку с зажженной паяльной лампой, горящей спичкой, папиросой и т.п. До начала работ необходимо провентилировать колодец, в котором должна проводиться работа, а также смежные с ним колодцы. Вентиляция осуществляется естественным путем или вентиляторами. На время вентилирования в колодце, в котором предстоит вести работы, должны быть временно открыты не менее чем по одному каналу с каждой стороны. В смежных колодцах должны быть открыты те же каналы, но только в направлении колодца, в котором предстоит вести работы. Каналы желательно открывать свободные и по возможности верхние. С окончанием вентилирования каналы в колодце, в котором предстоит вести работы, должны быть снова закрыты пробками. В смежных колодцах эти каналы могут оставаться открытыми в течение всего времени производства работ. Каналы необходимо вскрывать со всеми мерами предосторожности, так как в них может скопиться газ. При вскрытии каналов запрещается пользоваться открытым огнем. Люки смежных колодцев должны быть открыты на все время производства работ. На них устанавливаются специальные решетчатые крышки. Открытые колодцы должны быть ограждены, и за ними должно быть установлено наблюдение. Применяемые для вентилирования колодцев вентиляторы должны обеспечивать полный обмен воздуха в открытых колодцах в течение 10 - 15 минут. Колодец должен обязательно вентилироваться во время прошпарки и пайки кабелей.

11.6 Работа в кабельном колодце

На каждом работнике, опускающемся в колодец, должен быть надет спасательный пояс с лямками и надежно прикрепленной прочной веревкой или специальный костюм с вшитыми в него лямками и каска. Около колодца, в котором ведется работа, должен находиться дежурный, в обязанности которого входит наблюдение за состоянием работников, находящихся в колодце. При первых признаках плохого самочувствия спустившегося в колодец работника дежурный должен немедленно помочь ему выбраться из колодца или извлечь его из колодца с помощью спасательного пояса и веревки и оказать ему первую помощь. Работу следует прекратить до устранения причин нарушения условий безопасного выполнения работ. Периодические проверки воздуха в колодце на присутствие опасных газов и вентилирование колодцев, в которых ведутся работы, являются обязанностями дежурных: воздух должен проверяться не реже одного раза в час.

В ночное время и на безлюдных участках у колодца, в котором производится работа, должны дежурить не менее двух человек. Если при аварии необходимо спуститься в колодец, в который непрерывно поступает газ, то необходимо пользоваться шланговым противогазом. Конец шланга следует держать в стороне от люка (не ближе 2 м) на высоте 1 м от уровня земли и повернуть его против ветра так, чтобы выходящий из колодца газ не мог попасть в отверстие шланга.В этом случае, в течение всего времени нахождения в нем работника, должны дежурить не менее трех человек, в том числе лицо ответственное за безопасное производство работ.

В колодце, куда непрерывно поступает газ, пользоваться открытым огнем запрещается. Если необходимо искусственное освещение, то оно должно осуществляться от сильного источника света сверху через люк или от переносного светильника напряжением 12 В во взрывобезопасном исполнении. В колодцах кабельной канализации кабели с дистанционным питанием и кабели проводного вещания должны окрашиваться в красный цвет по всей окружности шириной 20 - 25 см при входе в колодец, в середине и при выходе из колодца, а также у каждой кабельной муфты на расстоянии 15 - 20 см. Непосредственно у кабельных муфт на кабелях, по которым передается дистанционное питание, должны быть установлены знаки, предупреждающие об опасности поражения электрическим током. В проходных колодцах, где не имеется кабельных муфт, знаки должны устанавливаться на кабелях в средней части колодца. Все работники телефонной сети, обслуживающие канализационные сооружения, должны быть оповещены под расписку о том, что в канализационных сооружениях на их участке проложены кабели с дистанционным питанием. Для проведения работ в канализационных сооружениях, где имеются кабели, по которым передается дистанционное питание, должно назначаться лицо, ответственное за безопасное проведение работ, имеющиее группу по электробезопасности не ниже IV. Если, спустившись в колодец, работник не обнаружит на кабеле, по которому передается дистанционное питание, отличительных знаков (будет отсутствовать окраска или знаки), то он должен сообщить об этом лицу, ответственному за безопасное производство работ. При работе с паяльной лампой расположенные вблизи кабели, по которым передается дистанционное питание, должны ограждаться щитками из огнеупорного материала.

В кабельной канализации допускается прокладывать кабели проводного вещания (радиофикации) с напряжением не выше 240 В. При этом прокладка кабелей должна осуществляться в отдельном свободном канале, по возможности в крайнем нижнем. Кабель проводного вещания (радиофикации) должен быть экранированным, с экраном, заземленным с двух сторон при сопротивлении заземления не более 10 Ом. Работы на кабелях проводного вещания (радиофикации) напряжением 120 - 240 В должны вестись после получения разрешения Работы в коллекторах следует выполнять в соответствии с указаниями, изложенными в Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Работа в коллекторе должна производиться не менее чем двумя лицами. Пользоваться паяльными лампами разрешается только после того, как с помощью газоанализатора будет установлено, что взрывоопасные газы в коллекторе отсутствуют. Разжигать паяльную лампу следует вне коллектора, в месте, указанном дежурным персоналом коллектора. Паяльная лампа должна вноситься в коллектор в паяльном ведре. Запрещается переносить по коллектору зажженную паяльную лампу без паяльного ведра.

Все свободные кабельные каналы для ввода кабелей в коллектор, а также каналы, где проложены кабели, должны быть герметично закрыты. Проложенные в коллекторах кабели связи, по которым передается дистанционное питание, а также фидерные кабели проводного вещания (радиофикации) напряжением 120 В и более должны окрашиваться красной краской по всей окружности шириной по 20 - 25 см через каждые 100 - 150 м и у каждой муфты в 15 - 20 см от последней. У кабельных муфт должны быть установлены знаки, предупреждающие об опасности поражения электрическим током.

11.7 Техника безопасности при монтажных работах

Перед началом работ по монтажу кабеля в колодце кабельной канализации необходимо установить ограждения и предупредительные знаки; проверить колодец на отсутствие взрывоопасных и ядовитых газов и провентилировать его; откачать воду, при наличии ее, и просушить колодец; установить освещение и т.п.

11.8 Сварка оптического волокна

Переносные комплекты для сварки оптического волокна независимо от их типов, модификаций, заводов-изготовителей должны эксплуатироваться в соответствии с технической документацией к ним. Запрещается пользоваться устройствами для сварки волоконно-оптических кабелей, не имеющих паспорта на прибор, инструкции по эксплуатации и сертификата безопасности.

Переносное устройство для сварки оптического волокна должно быть заземлено в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0. Возле зажима заземления должен быть помещен знак в соответствии с требованиями ГОСТ 21130. На защитной крышке узла крепления и перемещения оптического волокна должен быть нанесен знак электрического напряжения по ГОСТ 12.4.026. В устройстве должна быть предусмотрена индикация включения напряжения питания и индикация подачи высокого напряжения. Устройство должно быть снабжено блокировкой подачи высокого напряжения на электроды при открытой крышке узла во время установки оптического волокна. Работа блокировки высокого напряжения должна сопровождаться световой индикацией. Запрещается эксплуатация прибора со снятым защитным кожухом блока электродов. В случае необходимости наблюдения за сваркой работник обязан применять защитные очки по ГОСТ 12.4.013. При осуществлении сварки в передвижной лаборатории питание всех электропотребителей (устройства для сварки оптического волокна, электронного устройства скола оптического волокна УЭС-1, входящего в комплект КС-123М, нагревательное устройство УН-1 и т.п.) может осуществляться от бортовой сети 12 В, или внешней сети напряжением 220 В через понижающий трансформатор Подключение осуществляется с помощью комплекта шнуров, которые должны находиться в исправном состоянии (не иметь обрывов, оголенных от изоляции мест).

11.9 Требования по технике безопасности по установке и размещению оборудования

Антивандальные шкафы предназначены для защиты установленного в них сетевого, телекоммуникационного и кроссового оборудования от несанкционированного доступа и краж. Шкафы устанавливают в зонах без контроля доступа или с ограниченным контролем: в подъездах, на чердаках, в подвалах и других коммуникационных зонах зданий.

Обеспечение пожарной безопасности

Включает в себя нормативно- правовое регулирование в области пожарной безопасности:

· разработку и реализацию мер пожарной безопасности (статья 21).Меры пожарной безопасности разрабатываются на основе опыта борьбы с пожарами, оценки пожарной опасности веществ, материалов, технологических процессов, изделий, конструкций, зданий и сооружений. Изготовители (поставщики) указывают в соответствующей технической документации показатели пожарной опасности этих веществ, материалов, изделий и оборудования, а так же меры пожарной безопасности при обращении с ними.

· разработка и реализация мер пожарной безопасности для организаций, зданий и сооружений, в том числе при их проектировании, должны в обязательном порядке предусматривать решения, обеспечивающие эвакуацию людей при пожаре;

· для производств разрабатываются планы тушения пожаров, решения по обеспечению безопасности людей.

Тушение пожаров и проведение аварийно - спасательных работ (статья 22) осуществляется на безвозмездной основе, если иное не установлено законодательством РФ

Руководители организации имеют право (статья 37):

1. создавать, реорганизовывать и ликвидировать в установленном порядке подразделения пожарной безопасности, которые они содержат за счёт собственных средств;

2. вносить в органы государственной власти и органы местного самоуправления предложения по обеспечению пожарной безопасности;

3. проводить работы по установлению причин и обстоятельств пожаров, происшедших на предприятиях;

4. устанавливать меры социального и экономического стимулирования обеспечения пожарной безопасности;

5. получать информацию по вопросам пожарной безопасности, в том числе и от органов управления и подразделений пожарной охраны.

Руководители организаций или индивидуальные предприниматели имеют право назначать лиц, которые должны выполнять соответствующие правила пожарной безопасности, либо обеспечивать их соблюдение на определённых участках работ.

Для привлечения работников предприятий к работе по предупреждению и борьбы с пожарами на объектах могут создаваться пожарно-технические комиссии и добровольные пожарные формирования.

12. Порядок действий персонала при возникновении пожара

Каждый обнаруживший признаки горения (задымления, запах гари, повышение температуры) или пожар обязан:

· незамедлительно сообщить о нем руководителю учреждения, в пожарную часть по телефону 01 (при этом необходимо сообщить адрес объекта, место возникновения пожара и свою фамилию);

· приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения и сохранности материальных ценностей;

· оповестить людей о пожаре установленным сигналом или посыльным, открыть все эвакуационные выходы и эвакуировать людей из здания.

Руководители и лица ответственные за обеспечение пожарной безопасности, при обнаружении пожара должны:

· сообщить о возникновении пожара в пожарную охрану, поставить в известность руководство и дежурные службы объекта;

· проверить включение в работу автоматических систем противопожарной защиты (сигнализации и оповещения, пожаротушения, дымоудаления и др.);

· при необходимости отключить электроэнергию (за исключением систем противопожарной защиты). Остановить работу транспортирующих устройств, агрегатов, аппаратов, перекрыть сырьевые, газовые коммуникации, остановить работу систем вентиляции в горящем и смежным с ним помещениях, выполнить другие мероприятия, способствующие предотвращению развития пожара и задымления помещения зданий;

· прекратить все работы в здании (если это допустимо по технологии производства), не связанные с мероприятиями по ликвидации пожара;

· удалить за приделы зоны всех работников, не участвующих в тушении пожара;

· возглавить руководство по тушению пожара до прибытия подразделений пожарной охраны;

· обеспечить соблюдение техники безопасности работниками, принимающими участие в тушении пожара;

· одновременно с тушением пожара организовать эвакуацию людей и защиту материальных ценностей.

Покидая помещения, необходимо отключить все электроприборы, плотно закрыть за собой двери, форточки и окна.

Представитель администрации или другое должностное лицо обязано:

· выделить для встречи пожарных подразделений лицо, хорошо знающее расположение подъездных путей и водоисточников;

· удалить из помещения людей не занятых тушением пожара;

· прекратить все мероприятия не связанные с тушением пожара;

· организовать отключение электроэнергии, обеспечить мероприятия по защите людей, принимающий участие в тушении пожара;

· выключить приточно-вытяжную вентиляцию всех помещений;

· проверить отсутствие людей во всех помещениях здания и наличие их по спискам;

· сообщить руководителю подразделения пожарной охраны сведения о пожаре, о пожароопасных, взрывчатых, сильнодействующих ядовитых веществах, о конструктивных и технологических особенностях объекта, прилегающих строений и сооружений.

12.1 Организационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности

На каждом предприятии приказом (инструкцией) в соответствии с ППБ 01-03 должен быть установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том числе:

· определены и оборудованы места для курения;

· определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещениях сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

· установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранения промасленной спецодежды;

· определён порядок обесточивания электроустановок в случае пожара и по окончании рабочего дня;

регламентированы:

· порядок проведения временных огневых и других пожароопасных работ;

· порядок осмотра и закрытия помещения после работы;

· определены действия работников при обнаружении пожара;

· определён порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также ответственные за их проведение.

Во всех производственных помещениях на видном месте должны быть вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.

В зданиях и сооружениях (кроме жилых домов), при единовременном нахождении на этаже более 10 человек, должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система (установка) оповещения людей при пожаре.

На объектах с массовым пребыванием людей (50 человек и более) в дополнение должна быть разработана инструкция, определяющая действие персонала по обеспечению безопасной и быстрой эвакуации людей, по которой не реже одного раза в полгода должны проводится практические тренировки всех задействованных для эвакуации работников.

Для объектов с ночным пребыванием людей в инструкции должны предусматриваться два варианта: в дневное и ночное время.

12.2 Организация обучения работников мерам пожарной безопасности

В соответствии с ФЗ «О пожарной безопасности» ответственность за организацию и проведение обучения возлагается на руководителей предприятий.

Обучение мерам пожарной безопасности (статья 25) работников организаций проводится администрацией (собственниками) этих организаций в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности по специальным программам, утверждёнными соответствующими руководителями федеральных органов исполнительной власти и согласованными в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти.

На предприятии создается постоянно действующая комиссия по обучению и проверке знаний работников по вопросам законодательства, правилам и мерам пожарной безопасности.

Председатель и члены комиссии должны предварительно пройти обучение в специализированном учебном центре, имеющем лицензию на осуществление этой деятельности, и получить удостоверение установленной формы о проверке знаний.

Для обучения работников пожароопасных участков целесообразно привлекать специалистов пожарной охраны.

Обучение должны пройти руководители и персонал коммерческих предприятий, фирм, банков, страховых компаний и других организаций независимо от форм собственности.

В соответствии с ППБ 01 -03 на каждом объекте должны быть разработаны инструкции о мерах пожарной безопасности для каждого взрывоопасного или пожароопасного участка (мастерской, цеха и т.д.).

Все работники организации должны допускаться к работе только после прохождения противопожарного инструктажа, а при изменении специфики работы проходить дополнительное обучение предупреждения и тушения возможных пожаров в порядке установленном руководителем.

В соответствии с ГОСТ 12.0.004. - 89 ССБТ по характеру и времени проведения инструктажи подразделяются на следующие виды:

- вводный;

- первичный инструктаж на рабочем месте;

- повторный;

- внеплановый;

- целевой.

В данной главе были рассмотрены основные вопросы, связанные с обеспечением безопасных условий труда при монтажных работах на сети широкополосного доступа. При выполнении вышеизложенных требований к технике безопасности при строительстве сети, можно избежать несчастных случаев и их трагических последствий. Техника безопасности является залогом успешного проведения работ любого уровня сложности.

Заключение

В данном дипломном проекте произведена разработка проекта сети доступа по технологии GPON микрорайона №5 г. Минусинска

С помощью метода рыночного анализа выбрано оборудование фирмы ООО «Предприятие «Элтекс». В качестве оборудования вторичного электропитания выбран выпрямитель УЭП2-5.

Мероприятия по организацию сети доступа включили в себя: выбор и установку пассивного оборудования, построения ВОЛС в микрорайоне №5 г.Минусинска, разводку ВОК и установку оконечного оборудования. Произведён расчёт пропускной способности каналов. Составлена спецификация необходимого оборудования и разработан план размещения оборудования на узле связи.

Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда при построении сети.

Приложение А

Рисунок 1

Рисунок 2

Приложение Б

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3