Основной состав проектной документации строительства сети PON

При проектирование сети PON необходимо подготовить проектную документацию, в состав которой включаются:

- задание на проектирование;

- протокол технического совещания;

- пояснительная записка;

- схемы границ шкафных районов или оптических муфт со сплиттерами, зоны прямого питания;

- схемы строительства оптической магистральной сети;

- схемы строительства оптической распределительной сети;

- схемы распределения оптических волокон и разъемов в ОDF,ОРШ, муфтах, ОРКСп;

- схемы кабельных вводов;

- схемы расположения оборудования и конструкций желобов;

- расчет бюджета оптической мощности сети;

- схемы прокладки горизонтальных и вертикальных участков закладных устройств;

- электротехнические схемы;

- объемы работ;

- сметная документация.

 

7 Техническое обслуживание оборудования сетей PON

В процессе эксплуатации сети PON планируются работы по проведению предупредительных и ремонтных работ на линейно-кабельных сооружениях и конкретизируются участки, требующие технического обслуживания и ремонта.

Техническое обслуживание включает в себя выполнение следующих работ:

- удаленный мониторинг состояния сети (через выносное рабочее место, установленное в кроссе) ONT через OLT;

- сбор аварийной сигнализации о состоянии сети;

- проведение планово-предупредительных работ на сети PON, проведение профилактических (плановых) измерений;

- осмотр и профилактическое обслуживание пассивного оборудования;

- поиск и устранение неисправностей в сети;

- измерения при подключении новых абонентских устройств;

- проведение охранных мероприятий.

Работы по проведению технического обслуживания оборудования сетей PON выполняются в соответствии с утверждёнными годовым планом и квартальными планами-графиками. Выявленные недостатки подлежат устранению при ремонте оборудования сетей PON.

Годовой план профилактических работ составляется с целью контроля основных параметров сети PON и прогнозирования возможного ухудшения качества передачи.

Календарные годовые планы проведения профилактических работ составляются ежегодно и утверждаются. На основании календарного годового плана составляются рабочие планы на каждый месяц. Планы работ должны быть вывешены на видном месте.

 

7.1 Осмотр и техническое обслуживание линейных сооружений, пассивного оборудования сетей PON

 

При осмотре и техническом обслуживании пассивного оборудования ЛКС сети PON выполняется осмотр состояния и выкладка кабелей и муфт в канализации и подвесных кабелях.

При техническом обслуживании кроссов, ОРШ и ОРКСп:

- выправка положения ВОК, патчкордов;

- прочистка цоколя и протирка корпуса ОРШ и ОРКСп (внутри и снаружи);

- замена при необходимости патчкордов;

- замена нумерации ОРШ и ОРКСп;

- осмотр состояния и выкладки абонентских шнуров (закладных устройств) в многоэтажных зданиях до ввода в квартиры, или подвешенных маловолоконных кабелей от ОРКСП до ввода в малоэтажные здания.

Периодичность осмотра, состав работ по осмотру и ремонту ЛКС, по техническому обслуживанию ВОК линейно-кабельных сооружений сетей PON аналогичен составу работ по ремонту абонентских линий местных телефонных сетей и определён Правилами обслуживания и ремонта линий кабельных, воздушных и смешанных местных сетей телекоммуникаций АО «Казахтелеком», утвержденных Приказом от 09.12.2009 года № 433. Периодичность осмотра, состав работ по осмотру и ремонту ЛКС пассивных оптических сооружений приведены в таблице 7.1.

 

Таблица 7.1 – Периодичность осмотра, состав работ по осмотру и ремонту ЛКС пассивных оптических сооружений

№ п/п	Наименование сооружений, вид работ	Периодичность (не реже)
	Кабели в канализации, коллекторах	Один раз в 3 года
	Кабели в помещениях ввода и станционных колодцах	Один раз в год
	Подвесные кабели	Один раз в 2 года
	Кабели на мостах, в берегах на пересечениях с водными преградами	Один раз в год
	Контроль электрического сопротивления изоляции изолирующих шлангов ВОК (при наличии металлических элементов)	Один раз в год (весной или осенью)
	Абонентские шнуры и закладные устройства	Один раз в 3 года
	ОРШ, ОРКСп	Один раз в год
	Измерение оптических параметров ВОК на магистральном, распределительном участке	Один раз в год

7.2 Профилактические измерения

 

Профилактические измерения выполняются в соответствии с утверждёнными годовым планом и квартальными планами-графиками с целью контроля основных параметров сети PON и прогнозирования возможного ухудшения качества передачи.

При проведении технического обслуживания оборудования сетей PON выполняются:

- двунаправленные измерения затухания (вносимых потерь) (IL);

- двунаправленные измерения возвратных потерь (ORL).

Объём и периодичность измерений ВОК установлены в пределах одного раза в год, но могут корректироваться в зависимости от конкретных условий эксплуатации, состояния кабеля и т.п. Если по результатам периодического мониторинга затухание на ОВ остается неизменным, то измерения параметров на данных ОВ в план график данного периода не включаются.

Все измерения на действующей сети PON проводятся без отключения абонентских устройств. Измерения осуществляются на нерабочей длине волны (обычно 1625 нм) с применением дополнительных устройств (волновых мультиплексоров, фильтров), чтобы излучение измерительной аппаратуры не вносило помех в полезный сигнал.

Общее затухание в линейном тракте должно соответствовать проектному бюджету потерь. Затухание на длине волны 1625 нм в среднем на 10% выше, чем на 1550 и 1490 нм. Поэтому измерение затухания на длине волны 1625 нм дает оценку сверху для затухания на рабочих длинах волн. Если эта оценка укладывается в проектный бюджет, то затухание на рабочих длинах волн заведомо удовлетворяет требованиям по бюджету.

Минимальное значение ORL сети G-PON составляет 32 дБ.

Распределение потерь в неразъемных или разъёмных соединениях должно соответствовать ранее указанным значениям.

Для проведения измерений должны использоваться измеритель оптических потерь (OLTS) и измеритель ORL (ORL-тестер), оптические рефлектометры (OTDR), адаптированные к специфике полностью пассивных оптических сетей.

С целью уменьшения капиталовложений на приобретение и эксплуатацию средств измерений могут использоваться многофункциональные оптические тестеры «всё-в-одном» включающие:

- тестер потерь;

- измеритель оптической мощности;

- измеритель обратных оптических потерь (ORL);

- визуальный дефектоскоп;

- многомодовые и одномодовые источники излучения;

- цифровое переговорное устройство;

- измеритель длины волокна;

- Видеомикроскоп.

Позволяющие:

- выбрать параметры измерения и пороги для оценки по критерию годен/не годен;

- настроить параметры пользователя и параметры идентификации волокна;

- создать отчеты по проведенным измерениям;

- получить доступ к данным и загрузить результаты на персональный компьютер через порт RS-232.

При выборе модели OTDR необходимо учитывать, какие параметры прибора являются важными (иногда даже критичными) для тестирования сети PON, а какие просто добавляют удобства оператору электросвязи.

Параметры OTDR, пригодные для измерений на сетях PON, приведены в Приложении К. Примерная форма протокола профилактических измерений приведена в Приложении Ж.

 

7.3 Текущий ремонт

 

Текущий ремонт проводится периодически эксплуатационным персоналом в зависимости от состояния ЛКС.

Затраты на текущий ремонт производят в пределах средств операционного бюджета. Оперативный контроль качества работ по текущему ремонту осуществляет руководитель участка по обслуживанию сетей PON.

При текущем ремонте выполняют следующие основные работы:

- уточнение фиксации и глубины залегания ВОК связи (ЗПТ) на отдельных участках подземной прокладки, ремонт вводов, внутридомовых закладных устройств;

- частичная выноска, замена и углубление подземного, в том числе проложенного в канализации ВОК связи длиной не более 200 м.;

- замена и ремонт оптических муфт;

- восстановление целостности защитных покровов кабеля;

- доведение оптических параметров ВОК связи на участке магистрального или распределительного кабеля до требуемых норм;

- обследование и мелкий ремонт оптического кросса, ОРШ, ОРКСп, патчкордов, замена коннекторов, оптических разветвителей;

- обследование и мелкий ремонт кабельных вводов, абонентских шнуров;

- покраска шкафов, распределительных коробок, кабельростов, а также нанесение соответствующих надписей и обозначений;

- другие работы, не требующие проектно-сметной документации.

Приемка законченных текущим ремонтом объектов ЛКС сетей PON должна проводиться комиссионно.

 

7.4 Поиск и устранения неисправностей в сети PON

 

На линейных сооружениях различают повреждения и аварии.

Повреждением считается нарушение нормальной работы системы GPON, (повреждение одного ONT или группы ONT подключенных к одному волокну), подтвержденное результатом испытания, проведенного с помощью измерительной аппаратуры, или опросом абонента.

Аварией считается повреждение магистрального или распределительного кабеля, в результате которого вышло из строя более 20% волокон кабеля или ONT, включённых в данный кабель.

В соответствии с утвержденным АО «Казахтелеком» «Регламентом процесса устранения повреждений на сети абонентского доступа АО «Казахтелеком» повреждения линейных сооружений разделяются на кабельные и линейно-абонентские.

К кабельным относятся повреждения в подземных, подвесных, и настенных кабелях, в том числе проложенных в вертикальных стояках до ОРКСп, в проходных и разветвительных муфтах, а также повреждения на оптических коммутационных устройствах (кросс, ОРШ, ОРКСп), оконечных кабельных устройствах типа ОРКСп, ОРКСпн устанавливаемых внутри домостроений или на опорах связи.

Линейно-абонентские повреждения подразделяются на повреждения:

- воздушных абонентских ВОК, подвешенных от ОРКСпн до ОРА, устанавливаемых в помещении абонента;

- абонентских ВОК, или абонентских оптических шнуров, проложенных от внутридомовых ОРКСп до ОРА, устанавливаемых в помещении абонента;

- шнуров от оборудования ONT до пользовательских терминалов: ТВ, ПК, SIP или аналогового телефона.

К повреждениям на оптическом кроссе, ОРШ, ОРКСп относятся повреждения в патчкордах, оптических разъёмах, кассетах (сплайс-пластинах) для сращивания волокон, станционных кабелях или патчкордах, проложенных от OLT, станционных кабелях, проложенных от помещения ввода кабелей (шахты).

После записи заявления о неисправной работе терминала ONT в программном продукте модуля «Монитор ЦБР» (или журнале повреждений) работник оптического КРОССа с выносного рабочего места центра управления сетью PON определяет состояние и характер повреждения ONT (одиночное или повреждение группы ONT, подключённых к общему волокну или кабелю распределительного и магистрального участка). Далее работник оптического КРОССа сообщает электромеханику участка группы оптических линий PON о повреждении на линии при повреждении одиночного ONT и выдает электромонтеру задание на устранение повреждения.

Электромонтер с оконечного кабельного устройства ОРКСп определяет при помощи измерителя мощности наличие потока от ОLT к ONT. При отсутствии потока информации от ОLT повреждение квалифицируется как кабельное.

 

Рисунок 7.1 – Алгоритм поиска и устранения неисправности

на сети PON

 

Если повреждение произошло в абонентском шнуре, то электромонтер устраняет повреждение сам путём замены. Если же повреждение кабельное или линейное (ВЛС), то электромонтер сообщает об этом в бюро ремонта.

Работник оптического КРОССа кабельные повреждения передает на устранение кабельщикам-сварщикам участка по обслуживанию сети PON. На МСТ при подтверждении измерениями наличия повреждения в кабеле или на оконечных кабельных устройствах, работник КРОССа выписывает наряд ТФ-2/6.

Таблица 7.2 - Контрольные сроки устранения кабельных повреждений на сети PON

Ёмкость кабеля (к-во волокон)	Максимальная продолжительность устранения повреждения магистральных и распределительных ВОК (в часах)
	Со вскрытием муфты без замены пролёта	С заменой пролёта

 

Работы по отысканию и устранению повреждений на действующих PON местных сетей связи должны производиться участком (группой) по обслуживанию сетей PON ЦТО-МС, оснащенной комплектом всех необходимых приборов и инструментов (Приложение М). Группа должна иметь в своем распоряжении монтажную машину на базе автомобиля повышенной проходимости. В процессе поиска повреждений группе предстоит обследовать участок от АТС, где установлен узел ОLT до группы ONT, где произошло повреждение обследовать ряд колодцев, поэтому машина оснащается комплектом ограждений, лестницами, шанцевым инструментом, металлоискателем, газоанализатором и помпой для откачки воды. Для монтажа и ремонта муфт в машину устанавливаются дополнительный аккумулятор, монтажный стол и крепежные приспособления для того типа муфт, который используется на данном кабеле.

Допускается производить монтаж ВОК в колодцах кабельной канализации, городских коллекторах, помещениях ввода кабелей объектов связи, в палатках, установленных около колодцев или опор, в помещениях, где прокладываются линии PON. Рабочее место в указанных условиях должно быть сухим, иметь достаточное освещение, вентиляцию и обеспечивать возможность размещения в нем столика-подставки для сварочного аппарата и свободного размещения двух монтажников.

Во время эксплуатации сети могут возникать неисправности, которые в большинстве случаев связаны с внешними воздействиями. В таких случаях очень важно как можно быстрее восстановить работу сети. Для этого необходимо определить место в котором произошла авария. В зависимости от того сколько абонентов и на каком участке оказались отключёнными от сети, надо начинать поиск неисправности.

Неисправность всегда начинают искать в направлении к станции. Например, если отключён только один абонент, измеряют среднюю мощность, которая дошла до абонента, т.к. от станции сигнал идёт постоянно. Если сигнал отсутствует или очень слабый, проверяют наличие сигнала на ОРКСп. Для этих целей достаточно использовать самый простой измеритель средней мощности.

На действующих сетях PON для определения поврежденного участка волокна, а также для устранения повреждения используется метод прямого наложения эталонной (опорной) и тестовой (измеренной) рефлектограмм.

Рефлектограмма дерева PON – график затухания в линии в зависимости от расстояния. Опорная рефлектограмма, которая соответствует нормальному состоянию сети PON, снимается на исправной действующей сети и должна быть изменена при любом, даже незначительном изменении структуры сети (подключения нового абонента, замены разветвителя и т.п.). При обнаружении проблем в сети (например, если измеренное затухание оказалось выше расчетного) снимается новая рефлектограмма, которая сравнивается с опорной. Новые события на рефлектограмме локализуют местоположение проблемного участка.

Методика тестирования сети PON с использованием рефлектометра заключается в следующем. После каждого изменения топологии сети (подключения нового абонента, замены сплиттера и т.п.) снимается опорная (эталонная) рефлектограмма, которая соответствует нормальному состоянию сети.

При обнаружении проблем в сети (например, если затухание, измеренное оптическим тестером, оказалось выше расчетного) снимается новая рефлектограмма, которая сравнивается с опорной. Новые события на рефлектограмме локализуют местоположение проблемного участка (рисунок 7.2).

 

Затухание: - 0.4 дБ/км, 0.5 дБ на коннектор; - 0.03 дБ на точку сварки; - 3.5 дБ на сплиттер 1:2; - 7.2 дБ на сплиттер 1:4; - 10.7 дБ на сплиттер 1:8; - 14.4 дБ на сплиттер 1:16.

 

Рисунок 7.2 – Анализ новых событий на рефлектограмме

 

Если поврежденный участок находится недалеко от одного или нескольких неработающих ONТ, то измерения линии проводят от ONТ к центральному узлу. OTDR определяет характер неисправности и её место, если между OTDR и неоднородностью не более двух разветвителей.

Проблема, которая появляется при тестировании разветвленных пассивных оптических сетей – это большая сложность анализа рефлектограмм, нежели на стандартных оптических трассах «точка – точка». В PON сетях мы фактически имеем архитектуру «точка-многоточка» и каждый элемент такой сети будет отражаться на рефлектограмме. И пространственная локализация этих элементов может оказаться сильно затрудненной.

Дело в том, что длина участков ответвлений оптического кабеля практически всегда бывает разной, при этом френелевский всплеск отражения от конца более короткого ответвления обязательно наложится на участок волокна с большей длиной. Еще более сложной в анализе окажется рефлектограмма, если на сети присутствуют несколько сплиттеров, расположенных последовательно на разных расстояниях. В этом случае помочь может либо последовательный анализ кабельной инфраструктуры при отключении участков (однако, это возможно только при строительстве сети), либо специальное программное обеспечение с возможностью детального анализа рефлектограммы (рисунок 7.3).

 

Рисунок 7.3 – Пример рефлектограммы участка PON сети

 

Так как большинство компонентов в сети PON являются пассивными неисправности в сети, в основном, возникают из-за повреждений, плохого подключения соединителей, обрывов или макроизгибов ВОК.

Повреждение оптического соединителя может вызвать пыль, грязь, следы изопропилового спирта, жир от рук, масло, следы геля, чернил на жировой основе или любая комбинация этих факторов. Повреждение соединителя приводит к увеличению ORL, ухудшению скорости передачи сигнала, увеличению BER, ухудшению общих характеристик линии. Например, пылинка размером 1 микрон в одномодовом кабеле уменьшает сигнал на 1% (0,05 дБ). Для диагностики качества и чистоты поверхности оптического соединителя применяются оптические микроскопы либо видеомикроскопы. Использование видеомикроскопов предпочтительнее, поскольку они дают более объективную картину состояния соединителя и меньше утомляют обслуживающий персонал.

Макроизгибы могут возникать при манипуляциях обслуживающего персонала с петлями оптоволокна в распределительном шкафу, зажимах петель или их избыточном сгибе, проникновении воды, которая затем замерзает в корпусах, что создает значительные потери. Потеря света при макроизгибе тем выше, чем больше длина волны. Например, типичные потери на макроизгиб на 1550 нм – 4 дБ, а на длине волны 1650 нм – уже 8 дБ.

Очень часто причиной аварии на сети PON является повреждение оптических шнуров. Это происходит вследствие небрежного обращения обслуживающего персонала или пользователей со шнурами, подключенными в оптических кроссах, распределительных устройствах или абонентских терминалах. В результате изгибов с малым радиусом, ударов, рывков, сжатия и т.п. могут образовываться трещины или обрывы волокна, как в самом шнуре, так и на его конце, прилегающем к корпусу соединителя. Иногда повреждения возникают в связи с низким качеством шнура, который не выдерживает нескольких операций перекоммутации.

Обнаружить повреждения соединительных шнуров, некачественные сварные соединения и критические изгибы волокон в кроссовых устройствах, распределительных боксах и муфтах можно с помощью источника видимого лазерного излучения (визуального дефектоскопа). Визуальный дефектоскоп имеет лазер на длину волны 650 нм (красного света) и универсальный разъем для подключения к соединителям различного типа.

При подключении источника к шнуру место повреждения будет ярко светиться и легко обнаруживается визуально даже сквозь оболочку шнура.

Наиболее часто встречающиеся повреждения в сетях PON, возможные их причины и меры по их устранению приведены в Приложении Л.

По мере накопления производственного опыта технического эксплуатации сетей PON необходимо разрабатывать и постоянно совершенствовать методику (алгоритмы) поиска и устранения неисправностей в сети PON, основанную на анализе информации о сетевых отказах, поступающих от систем управления и абонентов данной сети (рисунок 7.4).

Получив от кабельного участка (группы) сообщение об устранении кабельного повреждения, работник КРОССа проводит при помощи оптического тестера контрольные испытания всех ранее поврежденных линий, после чего в модуле ЦБР делается отметка об исправлении повреждений.

При возникновении на узле сети PON аварии или повреждения первой категории (прекращение оказания услуг связи более чем на 50% или более 50% абонентам узла) технический персонал должен:

- оперативно определить характер и место повреждения;

- доложить о случившемся руководителю структурного подразделения, начальнику ЦТО и ЦТЭ;

- вызвать необходимых специалистов для устранения повреждения, если оно произошло в ночное время или в выходные дни. Списки номеров телефонов специалистов должны быть у дежурного персонала;

- после устранения повреждения провести контрольные проверки работоспособности оборудования и обеспечить его нормальную эксплуатацию.

Особенность отыскания места повреждений и аварий на сети PON, перерыв в работе вследствие обрыва кабеля:

- на магистральных кабелях время отыскания повреждения меньше, так, как правило, на магистральных участках не устанавливаются оптические разветвители поэтому отыскание места повреждения производится проще;

- на распределительных кабелях (ближе к абоненту) сложнее, так как затруднена диагностика участков в которых присутствуют оптические разветвители.

 

Получение сообщения об аварии, грубое определение места повреждения ВОК на оптическом кроссе по приборам

Сообщение о кабельной аварии руководству ЦТО, участка по обслуживания сети PON, вызов аварийновосстановительной бригады, измерителей

Точное определение места повреждения на трассе

Производство ремонтных работ

Контрольные измерения, внесение изменений в тех. документацию

Проверка функционирования системы, GPON, отчёт о результатах ремонта в БТТЛ-ЦБР

 

 

Рисунок 7.4 – Алгоритм устранения аварий на сети PON

 

С целью сокращения времени простоя при наличии обходных путей, работники участка по обслуживанию сетей PON должны в КРОССе и на ОРШ организовать переключение на временную связь. Повреждения отдельных волокон магистральных или распределительных кабелей разрешается устранять переключением на резервные волокна (переключением патчкордов на ODF, ОРШ, ОРКСп) совместно с работниками оптического КРОССа, с обязательным извещением о переключениях работников технического учёта и руководства участка для планирования дальнейшего ремонта повреждённого кабеля.

 

8 Измерения при подключении нового абонентского устройства

 

При добавлении нового ONT в сеть PON производится проверка возможности оказания услуг Triple Play при помощи анализатора Triple Play или подключения абонентского модема.

Если при тестировании услуг выявились ошибки или отказы проводят измерение оптической мощности в нисходящем и восходящем направлении на этой ветви, при этом допустимые потери оптического сигнала на всем пути от оптического передатчика до приемника не должны превышать оптический бюджет мощности.

Для выполнения измерений используется разделяющий длины волн измеритель мощности для PON, который подключается как сквозное устройство в месте расположения ONT, обеспечивая при этом беспрепятственное прохождение сигналов в нисходящем и восходящем направлениях.

Оптическая мощность в нисходящем направлении на длине волны 1490 нм должна соответствовать минимальной чувствительности приёмника ONT в зависимости от класса PON. Оптическая мощность в восходящем направлении должна соответствовать требованиям к ONT.

Если при проведении измерений в месте расположения ONT обнаруживается недостаточный уровень оптической мощности, необходимо определить в линейном тракте PON при помощи OTDR компонент абонентской линии, который имеет завышенную величину оптических потерь. В этом случае для локализации проблемы необходимо последовательно провести измерения в точке подключения отводного кабеля (в ОРКСп) и в точке подключения распределительного кабеля (в ОРШ).

После приведения абонентской линии к норме по оптическому бюджету мощности производится повторная проверка возможности оказания услуг Triple Play при помощи анализатора Triple Play.

 

8.1 Проведение охранных мероприятий

 

К специальным мерам предосторожности, соблюдаемым при монтаже и организации кабельных пакетов, прокладке и подвеске кабелей, абонентских оптических шнуров, относится предотвращение различных механических напряжений в кабеле, вызываемых натяжением, резкими изгибами и чрезмерным стягиванием пучков ВОК.