Дипломная работа: Проект строительства сети ШПД по технологии GPON в ЖК Ваш Выбор г. Новосибирска

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).

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), что позволило расширить функциональные возможности технологии для взаимодействия с абонентом. Для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. 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 или по-другому GEPON. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1Гбит/с на основе IP-протокола для 64 абонентов. 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).

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. Возможно подключение от 64 до 128 абонентов на расстоянии 20 км. 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.

В таблице 2.2 приведены сравнения различных видов PON.

Таблица 2.2 - Сравнительные характеристики трех видов PON

Как видно из таблицы 2.2 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, максимальное подключение абонентов достигает до 64, а в GPON можно подключить на сегодняшний день уже до 128 абонентов, также отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений, что делает эту технологию самой экономичной из всего семейства.

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. GPON оборудование позволяет обеспечить скорость доступа к сети интернет от 10 Мбит/с до 2,5 Гбит/с.

3 Выбор трассы прокладки ВОК

3.1 Характеристики подключаемых зданий

ЖК «Ваш Выбор» объединяет четыре многоэтажных одноподъездных дома. В процессе исследования данных домой было выяснено общее количество квартир, этажей и количество квартир на площадках в каждом доме.

Как правило в коттеджных поселках и в многоквартирных домах проживают абоненты с достатком выше среднего, по - этому процент проникновения может достигать 80-100%, тем временем, когда в частных секторах процент проникновения достигает порядка 40-60%. Исходя из среднестатистических расчетов было предположено количество подключаемых абонентов с процентом проникновением 80%.

Процент проникновения - это процент покупателей какой-либо марки х от общего числа покупателей, приобретающих товары определенной категории, к которой принадлежит данная марка.

Адресная база жилых домов по ул. Вилюйская г. Новосибирска представлена в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Адресная база жилых домов по ул. Вилюйская г. Новосибирска

На рисунке 3.1 показаны подключаемые дома по улице Вилюйская от АТС-269, на карте города Новосибирска. Подключаемые дома указаны стрелками.

Рисунок 3.1 - Подключаемые дома на карте города

Данные дома являются однотипными. 27-ти этажные, одноподъездные. Соответственно поэтому проект внутриобъектной прокладки будет рассмотрен на плане одного дома.

4 Выбор оборудования и кабельной продукции

4.1 Выбор ВОК

Оптические кабели для прокладки в каналах кабельной канализации должны обладать хорошей защищенностью к растягиванию, кручению, образованию петли, раздавливанию. Конструктивно оптический кабель должен быть защищен от попадания влаги и возможного повреждения грызунами. Распределительный межэтажный оптический кабель должны быть гибкими, защищенными от некоторых растягивающих, ударных, раздавливающих нагрузок, удобными при прокладке и монтаже, неподверженными распространению пламени (негорючая оболочка), отличаться малыми габаритами и весом.

Кабели состоят из оптических волокон, сердечника модульной конструкции или конструкции на основе центральной трубки, армирующих и защитных покровов.

Основной тип оптического волокна, используемых в современных конструкциях ОК - одномодовые ОВ, характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1550 нм у ОВ по рекомендации G.652 составляет 0,22 дБ/км). Многомодовые ОВ применяются практически только в ОК для локальных сетей, в частности, в структурированных кабельных системах, что определяется в основном технико-экономическими причинами.

Для прокладки в кабельной канализации от центрального узла к оптическому шкафу для нашего проекта будем сравнивать два кабеля типа SRA-OUT фирмы «Hyperline» и ТОЛ фирмы «Инкаб». При этом для магистрального участка будет использоваться 16 волоконный кабель.

Расшифровка оптического кабеля ТОЛ-П-16У-2,7кН:

Т - тип центрального элемента (центральный оптический модуль (трубка));

О - тип внутренней оболочки (без внутренней оболочки);

Л - тип внешнего покрова (броня из гофрированной стальной ленты);

П - материал наружной оболочки (полиэтилен средней плотности);

16 - число оптических волокон в кабеле;

У - тип оптического волокна (одномодовое, с расширенной полосой рабочих длин волн с пониженным уровнем затухания сигнала и повышенной стойкостью к изгибу (G.652D, G.657А1));

2,7 - максимально допустимая растягивающая нагрузка [14].

Рисунок 4.1 - Оптический кабель ТОЛ-П-16У-2,7кН

Оптический кабель связи типа ТОЛ могут содержать от 4 до 24 оптических волокна. Предназначен для прокладки в кабельной канализации, лотках, блоках, тоннелях, коллекторах, внутри зданий, в трубах (включая метод пневмопрокладки).

Оптический кабель связи типа ТОЛ содержит оптический модуль со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным гелем. Поверх модуля накладывается броня из гофрированной стальной ленты и оболочка из полиэтилена средней плотности или полимерного компаунда, или полимерного компаунда, не распространяющего горение, или полимерного компаунда, не распространяющего горение и не выделяющего коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении. Свободное пространство под гофрированной лентой заполнено гидрофобным гелем. В оболочке кабеля диаметрально противоположно расположены две стальные проволоки, которые выполняют функции силовых элементов.

Так же был приведен для сравнения кабель FO-SRA-OUT-9S-16-PE-BK [25]:

FO - волоконно-оптический кабель;

SRA - тип кабеля (одномодульный (single loose tube), с силовыми элементами, гофрированной стальной лентой, свободные волокна в покрытии 250 мкм);

OUT - среда эксплуатации (вне помещений);

9S - тип волокна (SM 9/125 (SMF-28 Ultra));

16 - количество волокон;

PE - тип внешней оболочки (полиэтилен);

BK - цвет оболочки (черный).

Рисунок 4.2 - Оптический кабель FO-SRA-OUT-9S-16-PE-BK

Данный тип кабеля предназначен для прокладки внешних магистральных линий, организации магистральной кроссовой разводки. Пригоден для прокладки в трубопроводах и кабельной канализации, в том числе при опасности повреждения грызунами. Может прокладываться непосредственно в грунт.

Кабели типа SRA-OUT могут содержать от 4 до 24 оптических волокна в первичном акриловом покрытии 250 мкм. Волокна свободно уложены в модуле, заполненном гидрофобным тиксотропным гелем. Снаружи оптического модуля также имеется гель. Конструкция бронирована гофрированной стальной лентой и покрыта внешней оболочкой из полиэтилена, внутри которой размещены 2 силовых элемента в виде стальных прутков. Благодаря силовым элементам обеспечивается устойчивость к осевому кручению и продольным натяжениям.

В таблице 4.1 приведены основные и механические характеристики двух 16 волоконных кабелей.

Таблица 4.1 - Основные и механические характеристики

Исходя из данных таблицы 4.1 по отношению цена / качество для проекта выбран кабель отечественного производителя ТОЛ-П. Для организации сети необходимы 16, 12, 8 и 4 волоконные кабели.

Так же рассмотрены внутридомовые оптические кабели фирм «Инкаб» ОК-НРС и «Hyperline» FO-DPE-IN.

Расшифровка распределительного кабеля FO-DPE-IN-9S-16-LSZG-WH [31]:

FO - оптическое волокно;

DPE - тип кабеля (кабель с удобным доступом к волокнам, свободные волокна в буфере);

IN - среда эксплуатации (внутри помещений);

9S - тип волокна (SM 9/125 (SMF-28 Ultra));

16 - количество волокон в кабеле;

LSZG - тип внешней оболочки (малодымный безгалогенный компаунд);

WH - цвет оболочки (белый).

Рисунок 4.3 - Распределительный кабель FO-DPE-IN-9S-16-LSZG-WH

Применяется в качестве распределительного кабеля для прокладки в стояках и межэтажной разводки до распределительных коробок. Внешняя оболочка соответствует требованиям для прокладки в стояках, выполнена из малодымного безгалогенного компаунда, не распространяющего горение.

Данный тип кабеля может содержать от 2 до 48 оптических волокна в плотном буферном покрытии 900 мкм. Волокна свободно уложены в кабеле и могут извлекаться на расстояние 20 м. В кабеле используется оптическое волокно G657.А1 с низкими потерями на изгибах малого радиуса. Устойчивость к продольным натяжениям обеспечивается двумя периферийными диэлектрическими силовыми элементами, симметрично проложенными внутри внешней оболочки. Снаружи круглая, утолщенная изнутри в виде эллипса форма кабеля повышает защищенность от раздавливающих воздействий и ударов. Для удобства разделки кабеля на внешней оболочке предусмотрены два продольных выступа.

Расшифровка распределительного кабеля ОК-НРС нг(А)-HF 16x1 G657A1:

ОК - оптический кабель;

Н - тип кабеля (негорючий);

Р - тип кабеля (распределительный кабель);

С - индекс конструктивной особенности (для прокладки в слаботочных стояках зданий);

нг(A) HF - оболочка (негорючий с низким дымовыделением);

16 - число модулей;

1 - количество волокон в модуле;

G.657А1 - тип волокна (одномодовое волокно стойкое к изгибам).

Рисунок 4.4 - Распределительный кабель ОК-НРС нг(А)-HF 16x1 G657A1

Данный тип кабеля предназначен для прокладки внутри зданий, то есть прокладки в стояках и межэтажной разводки до распределительных коробок [15].

Модули могут извлекаться из кабеля на длину до 20 м. 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.