Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (СибГУТИ)
Колледж телекоммуникаций и информатики
Допустить к защите
Председатель ЦК «Телекоммуникаций»
________/к.т.н. В.Ф. Павловская/
Выпускная квалификационная работа
Проект строительства сети ШПД по технологии GPON в ЖК «Ваш Выбор» г. Новосибирска
Пояснительная записка
ОТ.11.02.09.М611 ПЗ
Дипломник:_________/И.Г. Носарев/
Специальность:11.02.09
«Многоканальные телекоммуникационные системы»
Группа: М-611
Руководитель:________/М.Е. Князева/
Рецензент:___________/А.В. Назаров/
Новосибирск 2019
Содержание
канализация кабель оптический здание
Введение
Технологии широкополосного доступа являются востребованной необходимостью для жизни современного человека. Новосибирск - это большой и активно развивающийся город с быстро растущим населением, поэтому в домах этого города используются не только услуги телефонной связи, но также высокоскоростной интернет, и телевидение высокой четкости.
В последнее время потребители телевидения, телефонии и интернета стали более придирчивыми к качеству предоставляемых услуг. Именно поэтому компании, предоставляющие эти услуги, стремятся идеализировать качество и снизить цену для клиентов.
Тема дипломной работы является актуальной, поскольку увеличение спроса на широкополосный доступ определяется развитием новых технологий: телевидение высокой четкости (HD. Full HD), передача голоса и видео в компьютерных сетях, интерактивные игры, видео по запросу, онлайн трансляции и многое другое. Наиболее выгодным предложением от компаний связи является универсальная услуга TriplePlay, которая позволяет предоставлять пользователю услуги телефонии, передачи данных и информацию через одну сеть.
Технология пассивных оптических сетей, основанная на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, что позволит обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений с высоким качеством. Архитектура данной технологии обладает удобной возможностью эффективного наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от числа потребителей услуг связи.
Целью дипломной работы является разработка проекта строительства сети ШПД по технологии GPON в ЖК «Ваш Выбор» г. Новосибирска. Это один из спальных районов города, поэтому количество клиентов связи здесь высоко и постоянно растет поскольку услуги TriplePlay востребованы не только среди домашних пользователей, но и среди учреждений в данном районе.
Задачами дипломной работы в связи с указанной целью является:
1. Выбор метода и трассы прокладки кабеля;
2. Исследование правил прокладки кабеля в городской кабельной канализации и внутри домов;
3. Выбор станционного оборудования (OLT) и абонентского оборудования (ONT);
4. Разработка схем организации связи;
5. Рассмотрение вопросов строительства сети;
6. Рассмотрение техники безопасности при монтаже ОК, а также мероприятий по электробезопасности и пожарной безопасности.
Объектом исследования является процесс проектирования и реализация мультисервисной сети широкополосного доступа по технологии GPON в ЖК «Ваш Выбор» г. Новосибирска.
Предметом исследования является технология построения сетей широкополосного доступа GPON, разработка проектируемых схем сети доступа.
Практическая значимость дипломной работы заключается в разработке сети широкополосного доступа в ЖК «Ваш Выбор» города Новосибирска с использованием реальных исходных данных.
Структура выпускной квалификационной работы включает в себя введение, семь глав, заключение, список использованных источников и приложения.
Введение раскрывает актуальность темы, определяет цель, задачи, объект и предмет исследования, раскрывает научную новизну и практическую значимость работы.
В первой главе обоснованно строительство сети по технологии GPON как один из перспективных подходов к построению сетей доступа и из каких основных участков состоит сеть PON.
Во второй главе рассмотрены виды топологий и разновидности семейства PON для дальнейшего строительства сети.
В третьей главе рассмотрены подключаемые дома, которые находятся в ЖК «Ваш Выбор» по ул. Вилюйская.
В четвертой главе описаны и выполнены сравнения кабельной продукции, активное и пассивное оборудование для построения сети.
В пятой главе рассчитан оптический бюджет мощности и составлена схема трасы прокладки оптического кабеля в существующей кабельной канализации по технологии GPON.
В шестой главе изучен способ прокладки оптического кабеля в кабельной канализации и сварку ОК.
В седьмой главе раскрываются вопросы техники безопасности при прокладке кабеля в кабельной канализации, безопасности при монтаже проводки, электробезопасности, меры безопасности при работе с ОК, а также пожарной безопасности.
В заключении подведен итог дипломной работы, сформирован вывод по поставленным задачам и цели работы.
Вся литература, приведенная в списке использованных источников, была изучена и способствовала правильному выбору необходимого оборудования и кабельной продукции.
1 Обоснование организации сети
В настоящее время операторы предоставляют почти одинаковый перечень услуг. Соответственно клиенты обращаются к тому оператору предоставляемых услуг у которых цена ниже конкурентов, а также у кого меньше аварийных ситуаций.
Строительство сетей по технологии PON рассматривается как один из перспективных подходов к построению сетей доступа. Технология PON не имеет свойственных технологии ADSL ограничений по скорости, из-за которых эта технология не может считаться долгосрочным широкополосным решением.
Преимущество сетей PON в том, что они используются для:
- Предоставления доступа в Интернет со скоростью до 1 Гб/сек;
- IPTV (просмотр не менее 150 каналов (MPEG2, MPEG4, HD, VoD));
- Услуги телефонной связи;
- Предоставление услуг виртуальной частной сети (VPN).
1.1 Организация сети
PON (от англ. Passive optical network, пассивная оптическая сеть) - технология пассивных оптических сетей.
Вся структура сети PON состоит из трех основных участков:
- станционный участок - это оборудование OLT, WDM мультиплексор и ODF (оптический кросс высокой плотности), смонтированные на узле электросвязи в помещении АТС;
- линейный участок - это совокупность волоконно-оптического кабеля, оптического распределительного шкафа, оптической распределительной коробки, сплиттеров, коннекторов и соединителей, располагающихся между станционным и абонентским участками (участок между ODF и ОРК);
- абонентский участок - это персональная абонентская разводка одноволоконным ВОК (реже двухволоконным или четырехволоконным) от элементов общих распределительных устройств (ОРК) до оптической абонентской розетки (ОРА) и активного оборудования ONT в квартире абонента.
Рисунок 1.1 - Основные участки сети PON и их компоненты
OLT располагается в помещении АТС, район обслуживания которой определяет зону охвата PON. Линейные порты оборудования OLT подключаются к ODF с помощью оптических шнуров.
ODF предназначен для распределения ВОК по направлениям, коммутации и соединения линейного ВОК со станционным ВОК.
Линейный участок состоит из:
- магистрального участка - это ВОК, подвешиваемый на опорах освещения, или прокладываемый в каналах кабельной канализации, или в грунте от ODF на АТС в направлении сконцентрированной группы абонентов (многоэтажная застройка, частный сектор) и заканчивающийся ОРШ;
- распределительного участка - это ВОК, прокладываемый от ОРШ до ОРК преимущественно внутри зданий по вертикальным стоякам.
При отсутствии места для установки ОРШ на первом этаже допускается установка ОРШ на внутренней стене здания в цокольном этаже, чердаке или в средней части здания.
ВОК распределительного участка выходит из ОРШ и прокладывается внутри зданий по подвальным этажам и техническим подпольям, по вертикальным стоякам или в металлорукаве (поливинилхлоридной трубе) по лестничным клеткам через все этажи.
Эксплуатационный запас ВОК для вертикальной прокладки длиной 15-20 метров рекомендуется предусматривать на последних этажах здания. Запас сматывается в бухту диаметром 0,25 м, которая укладывается в ОРК или слаботочную нишу и подвязывается к их металлическим конструкциям.
Абонентский участок или абонентская разводка - это участок сети от этажной ОРК до помещения абонента, включая ОРА. В абонентский участок также входит активное оборудование на стороне абонента (ONT, ONU), которое находится под управлением оператора электросвязи.
Для подключения ОРА к ОРК рекомендуется использовать патч-корд, пигтейл или вытянутое ОВ из модуля многомодульного ВОК распределительного участка.
Монтаж компонентов сети в квартире абонента должен предусматривать: монтаж ОРА на минимальном расстоянии от входа в квартиру (в коридоре); монтаж индивидуального устройства ONT в удобном для абонента месте.
Для подключения к ONT телефонов может использоваться витая пара категории 3, для подключения компьютеров - витая пара категории 5, для подключения приставки IP-телевидения - витая пара категории 5, для подключения телевизоров - коаксиальный кабель.
2 Технология построения сети
2.1 Выбор технологии PON
Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями в узлах.
При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности в зависимости от потребностей абонентов.
Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT и удаленными абонентскими узлами ONT создается древовидная топология пассивной оптической сети. В промежуточных узлах дерева устанавливаются пассивные оптические объединители - это небольшие оборудования, не требующие питания и обслуживания, что значительно уменьшает затраты на обслуживание сети. Объединители только с одним входом называются разветвителями (сплиттер), с одним выходом - смесителями (combiner).
Виды топологии:
- Дерево;
- Кольцо;
- Шина.
-
Рисунок 2.1 - Топология дерево
Данная топология очень удобна и резко уменьшает затраты на обслуживание
сети, так как на промежуточных узлах размещаются компактные устройства, которые не требуют питания и обслуживания.
Рисунок 2.2 - Топология кольцо
При подключении новых абонентов в кольцевой топологии осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. Часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную - “сжатых” колец, что приводит к снижению надежности сети.
Рисунок 2.3 - Топология шина
Топология шина в основном используется в небольших населенных пунктах, представляющие собой одну или несколько параллельно идущих длинных улиц.
Нескольким абонентским устройствам ONT позволяет передать информацию один приемопередающий модуль OLT.
Для передачи прямого и обратного канала используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования.
В семействе PON существует несколько разновидностей, отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи, которые представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Разновидности PON
|
Название |
Стандарт (Рекомендация) |
|
|
APON (АТМ PON) |
Рекомендации ITU-T G.983.x |
|
|
BPON (Broadband PON) |
Рекомендации ITU-T G.983.x |
|
|
EPON (Ethernet PON) |
Стандарты IEEE 802.3ah/ IEEE 802.3av |
|
|
GPON (Gigabit PON) |
Рекомендации ITU-T G.984.x |