Анализ магистральных оптических кабелей

Согласно произведенным расчетам параметров передачи ОВ и требованиям Рекомендации ITU-T G.983, для строительства PON должны применяться кабели с одномодовыми оптическими волокнами типа G.657A или совместимые с ними G.652D.

Волокна G.657А предназначены для использования с различными приложениями на сетях доступа. Они являются оптимизированными в отношении потерь на макроизгибе, а значения других параметров остаются в диапазоне, рекомендованном для G.652D.

Магистральные участки, соединяющие узел связи с первой точкой распределения, являются наиболее протяженными и ответственными. Поэтому условия их прокладки и применяемые кабели должны обеспечивать максимальную надежность.

Магистральный оптический кабель будет прокладывается от АТС до группы зданий по опорам линии электропередач. Далее оптический кабель по внешнему фасаду заводится в дом на технический этаж.

Произведем сравнение механических параметров подвесного кабеля от нескольких производителей.

В условиях ветреной погоды необходимо использовать силовой элемент достаточно высоким пределом натяжения с одной стороны, с другой – кабель не должен быть слишком тяжелым для уменьшения механической нагрузки. Поскольку масса кабеля растет с увеличением прочности силового элемента, наиболее оптимальным будет использование кабеля с допустимым растягивающим усилием 8-10 кН.

По критерию рабочего диапазона температур невозможно использование кабеля от ЗАО «Трансвок» и ООО «Сарансккабель-оптика».

Наиболее легким является кабель от компании «Инкаб». При допустимом растягивающем усилии 8 кН, его масса составляет 115 кг/км.

Для проекта выбран кабель марки ДПТа-П-8А-1(6)-8 кН.

Данный вид кабели применяются для подвеса на опорах воздушных линий связи, контактной сети и автоблокировки железных дорог, линий электропередач, столбах освещения, энергообъектах, между зданиями и сооружениями.

Конструкция:

 

Рисунок 2.7.1 – Конструкция ОК марки ДПТ

 

Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из диэлектрического стержня, вокруг которого скручены оптические модули со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптических модулях и в сердечнике кабеля заполнено гидрофобным гелем. На сердечник накладывается промежуточная оболочка из полиэтилена средней плотности. На промежуточную оболочку спирально накладываются арамидные нити. Поверх нитей накладывается оболочка из полиэтилена средней плотности.

 

 

 5.2 Анализ распределительных оптических кабелей

Распределительный кабель прокладывается по одному из менее загруженных стояков здания или по новому стояку. На каждом этаже устанавливается оптическая распределительная коробка (ОРК).

Часто используется кабель с возможностью вытягивания индивидуальных волокон, покрытых специальной оболочкой. Использование такого кабеля для межэтажной прокладки позволяет извлекать необходимое количество волокон из кабеля через небольшой разрез, не разрезая при этом весь кабель. Волокна в таком кабеле должны иметь дополнительную защиту, предусмотренную конструкцией кабеля, – плотное буферное покрытие из пластиковой композиции диаметром 900 мкм (0,9 мм). В этом случае волокна гораздо лучше защищены от случайных изгибов и ударов. Таким образом, достигается рациональное использование волокон кабеля на каждом из этажей здания, а также возможно использование однотипного кабеля с различным числом волокон.

Наиболее подходящим оптическим кабелем для распределительного участка сети является кабель СКО-ОПТ (ЗАО «Севкабель-Оптик»).

Оптический кабель СКО-ОПТ отвечает всем основным и дополнительным требованиям, предъявляемым к кабелю, прокладываемому на распределительном участке сети PON. Конструкция кабеля позволяет извлекать необходимое количество волокон из кабеля через небольшой разрез, не разрезая при этом весь кабель. Волокна имеют дополнительную защиту, предусмотренную конструкцией кабеля, – буферное полимерное покрытие диаметром 900 мкм. Полимерная центральная трубка заполнена гидрофобным гелем, что обеспечивает защиту от проникновения влаги. Диэлектрический силовой элемент защищает от ударов, растягивания, скручивания и сдавливания (наилучшие показатели по допустимым нагрузкам). Наружная оболочка выполнена из полиэтилена высокой плотности, не распространяющего горение. Кроме того кабель специально адаптирован для построения сетей широкополосного доступа и решения задач «последней мили», а также имеет наибольшее число волокон, что позволяет существенно сэкономить на затратах на кабель.

 

  

Кабельные муфты

Для обеспечения ответвления необходимого числа волокон магистрального кабеля в сторону каждого дома устанавливаются отводные муфты. С помощью сварочного соединения в муфте эти волокна соединяются с волокнами магистрального кабеля (меньшей емкости), подводимого к каждому дому. Далее оптический кабель по внешнему фасаду заводится в дом на технический этаж.

Для обеспечения ответвления волокон с учетом применяемого кабеля и условиями прокладки целесообразно применять оптическую муфту МТОК 96/48Г.

Муфта МТОК 96/48Г предназначена для сращивания оптических кабелей, прокладываемых в городских условиях. Это могут быть различные варианты самонесущих оптических кабелей, подвесные оптические кабели с вынесенными тросами, оптические кабели с бронепокровом в виде стальной гофрированной ленты, оптические кабели с алюмополиэтиленовой оболочкой, а также внутриобъектовые ОК.

Муфта обеспечивает ввод через круглые патрубки отдельных кабелей от 5 до 22 мм с использованием только термоусаживаемых трубок, входящих в комплект муфты. В муфте предусмотрена система крепления ЦСЭ вводимых ОК.

 

 

5.4 Анализ сплиттеров

Сплиттеры – важнейшие элементы инфраструктуры PON, которые обеспечивают деление оптического сигнала.

Сплиттер – пассивное оптическое устройство, имеющее три и более оптических выхода, делящее один входной сигнал между двумя и более выходами или объединяющие два и более входных сигнала в один выходной.

В общем случае группа сплиттеров отделяет магистральный участок от распределительного участка сети, находясь в ОРШ внутреннего или наружного исполнения. Все сплиттеры на территории обслуживания должны иметь значительный коэффициент деления (минимум – 1:16, норма – 1:32, максимум – 1:64) и размещаться централизованно в ОРШ.

Таблица 2.11 – Технические характеристики сплиттеров

Параметр	SNR-1x32	Fibertool-1х32	КРТО-32С
Рабочая длина волны, нм	1310 / 1550	1260…1650	1260…1650
Ширина полосы, нм	±40	±40	±40
Вносимые потери, дБ	18,4	16,5	17,5
Неравномерность потерь, дБ	1,4	1,5	1,9
Температурный коэффициент, дБ/°С	0,002	0,005	0,005
Рабочая температура, °С	-40…+70	-45…+85	-20…+65
Относительная влажность	30…85%	20…90%
Размеры модуля, мм (Д×Ш×В)	140x114x18	140×115×10	140×115×10
Возможность установки в стойку 19''	+	+ (исполнение)	+

Из всех планарных сплиттеров 1:32, представленных на российском рынке телекоммуникационного оборудования, для проектируемого сегмента сети PON наиболее подходящим является сплиттер Fibertool-1х32.

Полногабаритное исполнение в корпусе с размерами 140х115х10 мм. Исполнение удобно тем, что такой форм-фактор дает возможность изготовить порты сплиттера в волокне с диаметром наружной оболочки 2 или 3 мм. Такое решение подходит для тяжелых условий эксплуатации и рассчитано в основном на установку в стальные/пластиковые распределительные корпуса (могут использоваться как отдельно стоящее устройство). То, что волокно в таких сплиттерах идет в толстой защитной оболочке, позволяет строить PON-системы с минимизацией затухания.

 

       5.5 Оптические кроссовые шкафы

Оптические кроссовые (распределительные) шкафы (ОРШ), являющиеся в архитектуре сети PON распределительным пунктом (блоком) здания (РПЗ), устанавливаются на границе между магистральным и распределительным участком сети PON.

В сети, построенной по централизованной архитектуре, такой блок обычно представляет собой шкаф (антивандальный) с оптическим оборудованием, обеспечивающим обслуживание сотен портов.

Конструкция распределительного шкафа в сети с централизованной архитектурой должна гарантировать удобный доступ; надежную защиту от несанкционированного доступа; необходимый уровень пыле- и влаго- защищенности.

Настенные антивандальные шкафы отечественного производства наиболее полно отвечают всем предъявляемым требованиям. Они предназначены для установки 19-дюймового телекоммуникационного оборудования в местах открытого доступа, в том числе в неотапливаемых помещениях.

Таблица 2.12 – Характеристики настенных антивандальных шкафов

Наименование	Высота, U	Высота, мм	Ширина, мм	Глубина, мм	Масса, кг	Цена, руб.
RECW-066АV	6	391	600	520	16	8204,49
RECW-096АV	9	524	600	520	23	10324,80
RECW-126АV	12	658	600	520	31	11993,90
RECW-156АV	15	791	600	550	23	10863,90
RECW-186АV	18	924	600	550	27	14494,50

 

В настенных антивандальных шкафах устанавливаются оптические кроссы ШКО-С со съемными/несъемными панелями и кроссы ШКО-С высокой плотности  с целью экономии места в телекоммуникационном шкафу (таблица 2.13).

Таблица 2.13 – Характеристики ШКО-С

Наименование	Высота, U	Габариты, мм	Количество портов	Тип портов	Цена, руб.
ШКО-С-1U-24	1	410х240х44	до 24	SC/APC	715,20
ШКО-С-1U-16-SC	1	410х240х44	16	SC/APC	1207,59
ШКО-С-2U-48-SC	2	410х240х88	48	SC/APC	1710,70
ШКО-С-3U-72-SC	3	410х240х132	72	SC/APC	2348,35

       5.6 Оптические распределительные коробки

Оптическая распределительная коробка (ОРК) имеет небольшие размеры и предназначена для соединения извлеченных из распределительного кабеля волокон и волокон drop-кабеля. ОРК устанавливается на каждом этаже для подключения к абонентским устройствам.

ОРК конструктивно состоят из закрываемого корпуса с кабельными вводами, внутри которого размещаются сплайс-кассеты. В корпусе также имеются отверстия с уплотнителями для вывода соединительных шнуров (пигтейлов, патч-кордов) или одноволоконных кабелей. ОРК могут содержать панель для установки разъемных адаптеров.

Способ размещения ОРК зависит от реальных условий в помещениях заказчиков. Устройство может располагаться как в технических нишах, шкафах, так и просто крепиться к стенам, балкам, опорам, колоннам во всех доступных помещениях. Общей рекомендацией является использование сварки для подключения drop-кабеля в ОРК: сварное соединение гарантирует надежное и высококачественное соединение на все время эксплуатации оптической сети.

Однако существуют ситуации, когда выгоднее использовать претерминированные кабели, с помощью которых можно снизить стоимость инсталляции. Использование в ОРК разъемных соединений создает дополнительную потенциальную точку отказа, но дает свои преимущества. Так, например, разъемное соединение можно использовать для тестирования соединений, что особенно важно, когда нет доступа ко второму концу drop-кабеля (в месте установки устройства ONT). Кроме того, применение претерминированных кабелей позволяет максимально быстро осуществить подключения без необходимости выполнения сварных работ.

На каждом этаже будут установлены ОРК. Размеры этих коробок позволяют при необходимости установить их в существующие малогабаритные этажные отсеки для слаботочного оборудования. Абонентская розетка подключается гибким соединительным шнуром с волокном G.657A с малым допустимым радиусом изгиба. Разъемы на обеих сторонах шнура предустановлены в заводских условиях. Емкость одной распределительной коробки обеспечивает подключение абонентов этажа. Распределительные коробки соединяются с распределительным шкафом кабелями внутренней прокладки.

 

 

      6 Абонентский участок

Волокно заводится в каждую квартиру, где устанавливают индивидуальные устройства ONT, к которым по соответствующей проводке уже подключаются абонентские устройства – компьютеры, телефоны, телевизионные приемники. В помещении пользователя устанавливается абонентская розетка. От абонентской розетки до абонентского ONT прокладывается патчкорд длиной 2 м.

 

      6.1 Анализ абонентских оптических кабелей

От ОРК до помещения пользователя прокладывается одноволоконный дроп-кабель. Средняя длина такого кабеля 20 м.

 Кабель должен быть изготовлен с применением волокна G.657A, что позволяет прокладывать данный тип кабеля по квартире абонента, по кабельному каналу или по плинтусу с минимальным радиусом изгиба с защитой от горения, случайных ударов, растягивания, скручивания, сдавливания.

Сравним дроп-кабели разных производителей:

Таблица 2.15 – Технические характеристики дроп-кабелей

Производитель	ООО «Эликс-Кабель»	Prysmian	Кабельный завод «ОПТЕН»	FinMark
Марка кабеля	ЭКБ-БСШ	Verticasa-SFC	ОБГ	FTTH001-SM-01
Диаметр кабеля (габариты), мм	2,9	4	2,9	2,0х3,1
Масса 1 км кабеля, кг	7	18	8,5	9,6
Минимальный радиус изгиба, мм	29	40	58	15
Допустимая растягивающая нагрузка, Н	100	150	200	80
Температура эксплуатации, °С	-20…+70	-10…+60	-10…+50	-40…+60

Дроп-кабель FinMark FTTH001-SM-01 является наилучшим кабелем для абонентского участка сети по техническим характеристикам.

FTTH001-SM-01 распределительный «кабель последней мили», для применения в сетях FTTH. Для прокладки внутри зданий, в стояках, чердаках, подвалах, трубопроводах, офисах и квартирах, а также для проброса между домами и столбами. Кабель содержит одно оптическое волокно, соответствующее рекомендациям ITU-T G.657A. Наружная оболочка изготовлена из не распространяющего горение безгалогенного низкодымного материала – LSZH (Low Smoke Zero Halogen). Устойчивость к продольным натяжениям кабелю придают два диэлектрических силовых элемента (стеклопрутки).

    

     6.2 Абонентская розетка

Абонентская розетка ШКО-Н-ПА-1 (ЗАО «Связьстройдеталь») предназначена для установки в квартире абонента. Конструкция предусматривает возможность выкладки запаса кабеля. Рассчитана на ОВ любого типа (G.652, G657). Оконцевание (монтаж) входящего ОВ возможно с помощью сварки или установки механического соединителя. Внешний вид приближен к стандартным бытовым электророзеткам. Пластмассовый корпус выполнен из материала, не поддерживающего горение.

Абонентский терминал ONT

Устройства ONT серии NTE-RG-1402 (Элтекс):

- поддержка стандарта IEEE802.3ah;

- поддержка VLAN в соответствие с IEEE802.1Q;

- фильтрация многоадресных рассылок IGMP snooping;

- высокоэффективный буфер с поддержкой механизмов качества обслуживания QoS;

- приоритезация различных видов трафика на уровне портов GPON в соответствии с 802.1p, до 8-ми очередей приоритета;

- алгоритм аутентификации IEEE802.1х на уровне портов GPON;

- поддержка функций безопасности;

- ограничение скорости на портах;

- энергонезависимая память EEPROM для хранения параметров конфигурации;

- полное управление посредством протокола OAM через OLT.

ONT серии NTE-RG-1402 имеют встроенный маршрутизатор, который кроме присущих им функций выполняют функции сетевого моста.          

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте было произведено проектирование сети доступа по технологии GPON жилого дома по адресу «г.Чита ул.Баранского дом 98». Была рассмотрена и обоснованна необходимость создания данной линии связи. Был произведен расчет необходимого количества оборудования.

Решены следующие задачи:

- разработан проект строительства сети широкополосного доступа на волоконно-оптических кабелях связи для предоставления услуг по передаче данных, по передаче голосовой информации, организации связи для целей кабельного вещания;

- произведен анализ и выбор телекоммуникационного оборудования (станционного и абонентского) и магистрального и внутри объектового оптического кабеля, отвечающих необходимым стандартам;

- представлены схемы прокладки магистрального и внутри объектового оптического кабеля;

- определено затухание в линии – суммарные потери в линии, с учетом выбранного оборудования, не превышают оптический бюджет;

Также были произведены расчеты оптических параметров передачи оптического волокна:

1.Относительной разности показателей преломления (;

2.Числовой апертуры ();

3.Нормированной частоты (ν=1,4696)

4. Диаметра модового поля(d _мп=15,59 мкм);

5. Длины волны отсечки (λ _с =800,475 нм).

Был произведен расчет количества вероятных абонентов – 154.

Количество сплиттеров 1:32 – 5.

Также были проведены расчеты параметров передачи, а именно:

1. Общее затухание (α=0,675 дБ/км);

2. Дисперсия );

3. Полоса пропускания ().

Исходя из результатов проектирования, можно сделать вывод, что перспектива развития оптических широкополосных сетей с доступом непосредственно до конечного пользователя очень высокая. В нарастающей конкурентной борьбе за клиента в этом секторе строительства сетей доступа важно не забывать о системном подходе и правилах построения оптических сетей. Это позволит обеспечить не только эффективность финансовых вложений, но и качество предоставления услуг населению и, соответственно, долгосрочное сотрудничество.

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Слепов Н.Н. «Синхронные цифровые сети SDH»/ -Москва.: Эко-трендз, 1997г.- 150с.

2. Слепов Н.Н. «Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи» - Москва.: Радио и связь, 2000г. – 468с.

3.  Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В, «Волоконно-оптические кабели и линии связи»-эко тренд,2002. 

4. Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин С.В. «Системы и сети передачи информации» - Москва..: Радио и связь, 2001

5. Волоконно-оптические линии связи. Учебное пособие для вузов под редакцией Л.М. Андрушко, - Москва..: Радио и связь 1985.

6. И.И. Гроднев. Волоконно-оптические линии связи. – Москва. Радио и связь, 1990.

7. Крухмалев В.В. «Цифровые системы передачи»- Москва.: Горячая линия –Телеком, 2007

8. М.М. Бутусов, С.М. Верник. Волоконно-оптические системы передачи. - Москва.Радио и связь, 1992.

9. Портнов, Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи: Учебное пособие для вузов./ Портнов, Э.Л –Москва: Горячая линия – Телеком, 2007. – 464 с.

 

Приложение А

(обязательное)