Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Проектирование современных FTTx сетей

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

/

Проектирование современных FTTx сетей

Содержание

Введение

1. Технологии построения современных FTTx сетей

1.1 Технология PON

1.1.1 APON

1.1.2 EPON

1.1.3 GPON

1.2 Технология Ethernet

1.3 Оптические компоненты сети

1.3.1 Оптический кабель

1.3.2 Оптическая муфта

1.3.3 Оптические разветвители

1.3.4 Оптические передатчик и приемники

1.4 Сварка ОВ

2. Услуги Triple play

3. Проектирование FTTH поселка Антипиха

3.1 Технология монтажа кабеля

3.2 Реализация проекта по технологии PON

3.3 Реализация проекта по технологии Ethernet

3.4 Технология реализации услуг Triple play

4. Выбор линейного и станционного оборудования

4.1 Выбор кабеля и монтажного оборудования

4.2 Выбор станционного оборудования для реализации проекта по технологии PON

4.3 Выбор станционного оборудования для реализации проекта по технологии Ethernet

5. Оценка эффективности проекта и технико-экономические показатели

5.1 Расчет капитальных затрат

5.2 Расчет доходов от услуг Triple play

5.3 Расчет затрат на производство услуг

5.4 Расчет основных экономических показателей, характеризующих эффективность капитальных вложений

6. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

6.1 Общее сведение

6.2 Требование безопасности при эксплуатации лазерных изделий

6.3 Требование по электробезопасности

Заключение

Список литературы

Приложение A «Схемы разварки муфт и кроссов»

Введение

В связи с реализацией проекта «Розничный бизнес», ЗАО «Трантелеком - Чита» производится подключение физических и юридических лиц к сети широкополосного доступа. В планах реализации так же рассматривается проект строительства сети FTTH в коттеджном поселке Антипиха г. Чита.

К сети ШПД (широкополосного доступа) должны быть подключены 24 коттеджа, услуги Triple Play (интернет, VoIP, цифровое телевиденье) должны предоставляться по сети FTTH. Желание жильцов из коттеджных строений, получать весь пакет Triple Play.

Сеть строиться с учетом будущего развития, для предоставления новых телекоммуникационных услуг и потребности клиента на получения гарантированного канала до 20 мбит/сек.

Triple Play - Суть технологии, подключившись по каналу широкополосного доступа, абонент получает три сервиса: высокоскоростной Интернет, цифровое телевидение, телефонию - VOIP.

FTTH - волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа). Технологии позволяющие реализовать такую сеть PON или Ethernet.

PON (Passive Optical Networks, пассивные оптические сети, или оптические сети с пассивным распределением) и является на данный момент наиболее современной технологией. Цифровой поток 2,4 Гбит/с может динамически делиться между 64 абонентами (домами) и обеспечивать передачу данных Интернета и телефонии. Кроме того, на отдельной длине волны в том же волокне передается оптический сигнал КТВ.

Ethernet, стандарты Gigabit Ethernet и 10Gigabit Ethernet сети передачи с коммутацией пакетов позволяю организовать высокоскоростные оптические магистрали на скорости 1, 10 гбит/сек. И подключить клиента по собственному оптическому волокну для предоставления услуг.

1 Технология построения FTTH сетей

Fiber To The X (Оптическое волокно до…) -- понятие, описывающее общий подход к организации кабельной инфраструктуры сети доступа, в которой от узла связи до определённого места (точка «х») доходит оптоволокно, а далее, до абонента, -- медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства).

Таким образом, FTTx -- это только физический уровень. Однако фактически данное понятие охватывает и большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг.

В семейство FTTx входят различные виды архитектур:

FTTN (Fiber to the Node) -- волокно до сетевого узла;

FTTC (Fiber to the Curb) -- волокно до микрорайона, квартала или группы домов;

FTTB (Fiber to the Building) -- волокно до здания;

FTTH (Fiber to the Home) -- волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).

Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.

Очевидно, что запланированный набор услуг и необходимая для их предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Чем выше скорость доступа и чем больше набор услуг, тем ближе к терминалу должна подходить оптика, а именно нужно использовать технологии FTTH.

Однозначно в пользу решений FTTH выступают эксперты, Они сравнивают продолжительность жизненного цикла инвестиций в любую технологию доступа и коррелированный рост требований к пропускной способности каналов доступа. Проведенный анализ показывает, что если технические решения, которые закладываются в основу сегмента доступа сети сегодня, окажутся неспособными обеспечить скорость 100 Мбит/с в 2013--2015 годах, то моральное устаревание оборудования произойдет до окончания инвестиционного цикла. Оператор должен обязательно учитывать эти данные, иначе он рискует оказаться уязвимым перед лицом конкурентов по мере стремления пользователей к получению услуг все более высокого класса.

· из всех вариантов FTTx она обеспечивает наибольшую полосу пропускания;

· это полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант;

· решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи;

· они позволяют существенно сократить эксплуатационные расходы -- за счет уменьшения площади технических помещений (необходимых для размещения оборудования), снижения энергопотребления и собственно затрат на техническую поддержку. 1

Существует два часто применяемых типа организации FTTH сетей: на базе технологии Ethernet и на базе технологии PON.

1.1 Технология PON

Первые шаги в технологии PON (passive optical networks) были предприняты 1995 году, когда влиятельная группа из семи компаний (British Telecom, 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 организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (full service access network). Много новых членов, как операторов, так и производителей оборудования, вошло в неё 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.

PON - технология пассивных оптических сетей. Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания и узлов сети, и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

Число абонентских узлов, 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. Реализация этого принципа показана на рисунке.

«Рисунок 1» Входящие и исходящие потоки PON

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

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 OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC

«Рисунок 2» структура сети по технологии PON

На рисунке 2 изображена типичная пассивная оптическая сеть PON, в которой используются различные терминаторы оптической сети (optical network termination, ONT) или устройства оптической сети (optical network unit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента.

Cсуществует три стандарта сети PON: APON (BPON), GPON и EPON (GePON).

1.1.1 APON

За расширенным стандартом APON закрепляется название BPON (broadband PON).

APON сегодня допускает динамическое распределение полосы DBA (dynamic bandwidth allocation) между различными приложениями и различными ONT и рассчитан на предоставление как широкополосных, так и узкополосных услуг.

Оборудование APON разных производителей поддерживает магистральные интерфейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL), и абонентские интерфейсы E1 (G.703), Ethernet 10/100Base-TX, телефонию (FXS).

Из-за широковещательной природы прямого потока в дереве PON и потенциально существующей возможности несанкционированного доступа к данным со стороны ONT, которому эти данные не адресованы в APON предусмотрена возможность данных в прямом потоке с использованием техники шифрования с открытыми ключами. Необходимости в шифровании обратного потока нет, поскольку OLT находится на территории оператора.

1.1.2 EPON

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием 'Ethernet первую милю' EFM (Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализовав 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 г. Фактически альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM больше концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA преимущественно изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования, и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17.

Комиссия EFM 802.3ah стандартизировала три разновидности решения для сети доступа:

EFMC (EFM copper) - решение 'точка-точка' с использованием витых медных пар

EFMF (EFM fiber) - решение, основанное на соединении 'точка-точка' по волокну.

EFMP (EFM PON) - решение, основанное на соединении 'точка-многоточка' по волокну. Это решение, являющееся по сути альтернативой APON, получило схожее название EPON.

Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.

1.1.3 GPON

Архитектуру сети доступа GPON (Gigabit PON) можно рассматривать как органичное продолжение технологии APON. При этом реализуется увеличение как полосы пропускания сети PON, так и эффективности передачи разнообразных мультисервисных приложений. Стандарт GPON ITU-T Rec. G.984.3 GPON был принят в октябре 2003 года.

GPON предоставляет масштабируемую структуру кадров при скоростях передачи от 622 Мбит/с до 2,5 Гбит/c, и допускает системы как с одинаковой скоростью передачи прямого и обратного потока в дереве PON, так и с разной. GPON базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP (generic framing protocol, общий протокол кадров), обеспечивая инкапсуляцию в синхронный транспортный протокол любого типа сервиса, в том числе TDM. Исследования показывают, что даже в самом худшем случае распределения трафика и колебаний потоков утилизация полосы составляет 93% по сравнению с 71% в APON, не говоря уже о EPON.

Если в SDH деление полосы происходит статично, то GFP (generic framing protocol), сохраняя структура кадра SDH, позволяет динамически распределять полосу. 2,3

Таблица 1 сравнительные характеристики PON

Характеристики

APON (BPON)

EPON

GPON

Институты стандартизации / альянсы

ITU-T SG15 / FSAN

IEEE / EFMA

ITU-T SG15 / FSAN

Дата принятия стандарта

октябрь 1998

июль 2004

октябрь 2003

Стандарт

ITU-T G.981.x

IEEE 802.3ah

ITU-T G.984.x

Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с

155/155
622/155
622/622

1000/1000

1244/155,622,1244
2488/622,1244,2488

Базовый протокол

ATM

Ethernet

SDH

Линейный код

NRZ

8B/10B

NRZ

Максимальный радиус сети, км

20

20 (>30№)

20

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно

32

16

64 (128І)

Приложения

любые

IP, данные

любые

Коррекция ошибок FEC

предусмотрена

нет

необходима

1.2 Технология Ethernet

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей. Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования.

Технология Gigabit Ethernet - это расширение IEEE 802.3 Ethernet, использующее такую же структуру пакетов, формат и поддержку протокола CSMA/CD, полного дуплекса, контроля потока и прочее, но при этом предоставляя теоретически десятикратное увеличение производительности. Поскольку технология Gigabit Ethernet совместима с 10Mbps и 100Mbps Ethernet, возможен легкий переход на данную технологию без инвестирования больших средств в программное обеспечение, кабельную структуру и обучение персонала

Как и в стандарте Fast Ethernet, в Gigabit Ethernet не существует универсальной схемы кодирования сигнала, для стандартов 1000Base-LX/SX/CX используется кодирование 8B/10B, для стандарта 1000Base-T используется специальный расширенный линейный код TX/T2. Функцию кодирования выполняет подуровень кодирования PCS, размещенный ниже среданезависимого интерфейса GMII. 1000Base-T - это стандартный интерфейс Gigabit Ethernet передачи по неэкранированной витой паре категории 5 и выше на расстояния до 100 метров. Для передачи используются все четыре пары медного кабеля, скорость передачи по одной паре 250 Мбит/c. Предполагается, что стандарт будет обеспечивать дуплексную передачу, причем данные по каждой паре будут передаваться одновременно сразу в двух направлениях - двойной дуплекс (dual duplex). 4

«Рисунок 3» структура сети по технологии Ethernet FTTH топология “звезда”

Ethernet типа «звезда» (см. рисунок 3). Такая архитектура предполагает наличие выделенных оптоволоконных линий (обычно одномодовых, одноволоконных линий с передачей данных Ethernet по технологии 100BX или 1000BX) от каждого оконечного устройства к точке присутствия (point of presence, POP), где происходит их подключение к коммутатору. Оконечные устройства могут находиться в отдельных жилых домах, квартирах или многоквартирных домах, на цокольных этажах которых располагаются коммутаторы, доводящие линии по всем квартирам с помощью соответствующей технологии передачи.

1.3 Оптические компоненты сети

Основные элементы сети: оптический кабель, оптическая муфта, оптические разветвители, оптические передатчики и приемники.

1.3.1 Оптический кабель

Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными системами, использующими передающие среды на металлической основе. В волоконно-оптических системах передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, магнитных или радиочастотных помех. Таким образом, оптические кабели полностью невосприимчивы к помехам, вызываемым молниями или источниками высокого напряжения. Более того, оптическое волокно не испускает излучения, что делает его идеальным для соответствия требованиям современных стандартов к компьютерным приложениям. Вследствие того, что оптические сигналы не требуют наличия системы заземления, передатчик и приемник электрически изолированы друг от друга и свободны от проблем, связанных с возникновением паразитных токовых петель. При отсутствии сдвига потенциалов в системе заземления между двумя терминалами, исключающим искрения или электрические разряды, волоконная оптика становится все более предпочтительным выбором для реализации многих приложений, когда требованием является безопасная работа в детонирующих или воспламеняющихся средах.

Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых 'мод', проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое. Ядра многомодовых волокон могут обладать ступенчатым или градиентным показателями преломления. Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления получило свое название от резкой, ступенчатой, разницы между показателями преломления ядра и демпфера. В более распространенном многомодовом волокне с градиентным показателем преломления лучи света также распространяются в волокне по многочисленным путям. В отличие от волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содержит многочисленные слои стекла, каждый из которых обладает более низким показателем преломления по сравнению с предыдущим слоем по мере удаления от оси волокна. Результатом формирования такого градиента показателя преломления является то, что лучи света ускоряются во внешних слоях и их время распространения в волокне сравнивается с временем распространения лучей, проходящих по более коротким путям ближе к оси волокна.

Таким образом, волокно с градиентным показателем преломления выравнивает время распространения различных мод так, что данные по волокну могут быть переданы на более дальние расстояния и на более высоких скоростях до того момента, когда импульсы света начнут перекрываться и становиться неразличимыми на стороне приемника.

Волокна с градиентным показателем представлены на рынке с диаметрами ядра 50, 62,5 и 100 мкм.

Одномодовое волокно, в отличие от многомодового, позволяет распространяться только одному лучу или моде света в ядре. Это устраняет любое искажение, вызываемое перекрытием импульсов. Диаметр ядра одномодового волокна чрезвычайно мал - приблизительно 5 -10 мкм. Одномодовое волокно обладает более высокой пропускной способностью, чем любой из многомодовых типов.

Таблица 2 Стандарты оптических волокон и области их применения

Многомодовое волокно

Одномодовое волокно

MMF 50/125

градиентное волокно

MMF 62,5/125

градиентное волокно

SF 8/125

ступенчатое волокно

ЛВС(Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM)

ЛВС(Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM)

Протяженные сети (Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM, магистрали SDH)

1.3.2 Оптические муфты

Муфты ОК различают по назначению: для магистральных и городских сетей связи; для кабелей, прокладываемых в канализации, в грунт, под водой и подвешиваемых на опорах; прямые и разветвительные муфты (перчатки). По конструкции муфты могут быть проходными (рис.4) и тупиковыми (рис. 5).

«Рисунок 4» Схемы проходных муфт: а -- прямая; б -- разветвительная;

1 -- основной кабель; 2 -- муфта; 3 -- ответвляющиеся кабели

«Рисунок 5» Схемы тупиковых муфт: а-прямая; б-разветвительная; 1 -- основной кабель; 2 -- муфта; 3 -- ответвляющиеся кабели

Поскольку существует большое количество конструкций ОК, а также многообразие условий их прокладки, то и весьма велик перечень оптических муфт, обеспечивающих их соединение.

Ни один изготовитель не в состоянии создать универсальный комплект муфты, который подходил бы для любого кабеля и для любого места установки муфты. Поэтому, как правило, создаются минимальные, так называемые базовые комплекты, которые при необходимости пополняются всеми нужными деталями и материалами. Все дополнительные детали и материалы группирует в специальные комплекты: базовые, монтажные, эксплуатационные, установочные, защитные, заземляющие и ремонтные.

В базовый комплект входит минимальный набор деталей: корпус муфты, внутренний кронштейн и крепежные детали, одна кассета для выкладки оптических волокон и фиксации защитных гильз, материалы и детали для герметизации корпуса. Стандартными являются также ремонтные комплекты для оптической и устанавливаемой в котлованах поверх нее чугунной защитной муфты. Все остальные комплекты составляются из отдельных деталей и узлов с учетом особенностей кабелей и мест установки муфт у конкретного заказчика.

«Рисунок 6» Муфты для ОК фирм: Reichle 8 De-Massari (R301389)

«Рисунок 7» Укладка соединительных ОВ и защитных гильз в кассете

Очень важным этапом, от которого зависит надежность работы ОВ, являются выкладки их в кассете и фиксация защитных гильз. На рисунке 7 показана укладка ОВ и защитных гильз в кассете. Кассету закрывают крышкой и в двух местах скрепляют липкой лентой. Одновременно к ней прикрепляют паспорт на смонтированную муфту.

1.3.3 Оптические разветвители

Разветвитель представляет собой пассивный оптический многополюсник (nЧm) с заданным количеством входных (n) и выходных портов (m). Его задачей является перераспределение энергии, поступающей во входные порты между выходными (смотреть рис. 8).

«Рисунок 8» Разветвитель

По своей топологии разветвители делятся на X-образные (простейший 2х2) и Y-образные (простейший 1х2). Более часто используются Y-образные ОР, которые еще иногда называют делителями мощности. Последние в свою очередь делятся на симметричные, в которых мощность делится равномерно между всеми выходными портами, и несимметричные (направленные), в которых в каждый выходной порт отводится определенная (обычно в %) часть выходной мощности. В англоязычной литературе для симметричных разветвителей чаще используется термин splitter (разветвитель, разделитель), а для несимметричных -coupler (объединитель).

По своим спектрально-селективным свойствам ОР, применяемые в оптических сетях доступа, делятся на однооконные и двухоконные. Для пропорционального деления мощности в однонаправленных сетях (например, кабельном ТВ) используются однооконные ОР, обеспечивающие заданные параметры передачи только в одном спектральном диапазоне 1310 нм или 1550 нм. При двунаправленной передаче (например, в сетях PON) применяют двухоконные разветвители с примерно равномерной спектральной характеристикой в обоих оптических диапазонах.

Разветвителей делятся на две большие группы: безкорпусные и корпусные «смотреть на рисунке 9».

«Рисунок 9» Корпусные оптические разветвители

Безкорпусные сплавные разветвители имеют малогабаритное исполнение и предназначены для установки в соединительных кассетах в посадочное место гильзы для защиты сварного соединения (КДЗС).При корпусном исполнении конструкция разветвителя помещается в прочный пластиковый корпус, защищающий ОР от механических, климатических и химических воздействий. В корпусах есть сквозные отверстия диаметром 2ч3 мм для крепления к плоской поверхности. 6

1.3.4 Оптические передатчики и приемники

SFP компактный приёмопередатчик (трансивер), используемый для передачи данных и в телекоммуникациях «смотреть рисунок 10». Используется для присоединения платы сетевого устройства (коммутатора, маршрутизатора или подобного устройства) к оптоволокну или неэкранированной витой паре, выступающих в роли сетевого кабеля.

«Рисунок 10» SFP Модуль

Наиболее распространённые применения -- транспортировка 100 Мбит Ethernet; 155 Мбит STM-1;1 Гбит Ethernet; 1, 2, 4, 8 Гбит Fiber Channel; STM4; STM16. Также встречаются универсальные SFP-модули, например, AT-SP2670SR способен транспортировать как 100 Мбит Ethernet, 1 Гбит Ethernet, так и STM4 и STM16-потоки.

SFP трансиверы существуют в вариантах с различными комбинациями приёмника и передатчика, что позволяет выбрать необходимый приёмопередатчик для каждого соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля (многомодового или одномодового). Существует несколько различных категорий SFP: 850 нм 550м MMF (SX), 1310 нм 10км SMF (LX), 1550 нм [40 км (XD), 80 км (ZX), 120 км (EX или EZX)], и DWDM. Существует также CWDM и одноволоконный двунаправленный (1310/1490 нм Upstream/Downstream) SFPs.

Медиаконвертер (также преобразователь среды) - это устройство, преобразующее среду распространения сигнала из одного типа в другой. Чаще всего средой распространения сигнала являются медные провода и оптические кабели.

«Рисунок 11» Медиаконвертор D-Link двухволоконный

Ethernet медиаконвертеры традиционно делятся на простые (1-й уровень модели ОСИ), которые подчиняются правилу 5-4-3 и на коммутирующие(2-й уровень модели ОСИ), на которые не действуют ограничения по количеству медиаконвертеров на участке сети, соединяющей ее сегменты. У таких медиаконвертеров в описании указывается 10/100TX для Fast Ethernet, либо 10/100/1000T для Gigabit Ethernet, что означает их возможность преобразовывать не только среду передачи, а также и скорость, что характерно для коммутирующих устройств.

1.4 Сварка ОВ

Сварку проводят с помощью электрической дуги, кислородно-водородной горелки, хлороводородной горелки, СО-лазера, плазменного генератора. Из всех способов практическое применение при монтаже ОК в процессе строительства и эксплуатации ВОЛС нашел только способ сварки с помощью электрической дуги.

Процесс сварки ОВ в современных сварочных аппаратах может быть представлен следующим образом. Концы волокон устанавливаются друг относительно друга, каждое волокно фиксируется в подвижном V-образном блоке с магнитными зажимами. В большинстве современных сварочных аппаратов весь процесс является автоматическим. С помощью микропроцессора и электронной технологии сканирования концы волокон юстируются друг относительно друга с точностью 1/10000 мм. Эта юстировка также контролирует угол скола и чистоту концов волокна. Концы волокна нагреваются с помощью электрической дуги между двумя точечными электродами и затем соединяются вместе образуя единое соединение.

В процессе сварки берут определенное количество электронных сканированных изображений, с которых можно наблюдать визуально или с помощью математического анализа качество соединения.

Места соединения ОВ защищают одним из следующих способов: восстановлением защитного покрытия, заливкой места стыка эпоксидным компаундом и с помощью специальных гильз для защиты соединений световодов.

Однако на практике наиболее широко применяется способ защиты сростков ОВ с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростков). Конструкция ГЗС (рис. 21) содержит термоусаживаемую трубку, внутри которой находится несущий металлический стержень диаметром 1,0 мм, и трубку из материала высокой текучести -- сэвилена.

Перед сваркой волокон гильзу надевают на один из сращиваемых концов ОВ. После сварки ее надвигают на место сварки и нагревают. В процессе нагрева и усаживания трубки сэвилен расплавляется и уплотняется вокруг ОВ. Несущий металлический элемент надежно защищает ОВ от изгиба внутри термоусаживаемой трубки.

2 Услуги Triple play

TriplePlay -- маркетинговый телекоммуникационный термин, описывающий модель, когда пользователям по одному кабелю широкополосного доступа предоставляется одновременно три сервиса -- высокоскоростной доступ в Интернет, кабельное телевидение и телефонная связь. оптический сеть triple play

Безусловно, наибольшую лепту в загрузку полосы пропускания внесет видеотрафик. С известной долей приближения можно считать, что сегодня один канал телевизионной трансляции или VoD требует скорости передачи порядка 4 Мбит/с. Ситуация заметно улучшится, когда перейдем на стандарт MPEG-4, но в любом случае для получения качественного изображения для видеотрафика нужно будет резервировать порядка 2 Мбит/с.

Другим ресурсоемким приложением с точки зрения пропускной способности абонентского канала является игровой сервис. Для полноценного погружения в сетевые игры, особенно в ролевые, также необходима полоса 2 Мбит/с. Остальные приложения не столь «прожорливы»: для телефонной связи хватит 64 кбит/с, качественное радиовещание обеспечивается 128 кбит/с, даже для «серфинга» в Интернете вполне достаточно тех же 128 кбит/с (хотя все же лучше иметь полосу на порядок больше).

Получаем, что минимальная полоса пропускания должна быть порядка 4 Мбит/с, а еще лучше, если она будет превышать 6 Мбит/с. Для массового клиента такую скорость по привлекательным ценам могут обеспечить только технологии ADSL, PON и Ethernet.

В конце лета 2004 аналитическое агентство Heavy Reading проводило опрос более 300 крупнейших операторов связи по всему миру с целью выяснить перспективы внедрения услуг triple play. Помимо положительного заключения о целесообразности такого новшества, аналитики пришли к выводу, что для качественного предоставления triple play минимальная пропускная способность абонентского канала должна быть не ниже 20 Мбит/с. Такая скорость по силам только технологиям ADSL2+, PON и Ethernet. 7

3 Проектирование FTTH поселка Антипиха

В главе проектирования для выбора технологии PON или Ethernet сеть разбита на уровни, выбраны вид и схемы связи оборудования, схемы прокладки кабельных линий. Рассчитано количество оборудования и монтажной арматуры. Разработана схема сетевых технологий настраиваемых на оборудование для предоставления Triple play услуг.

3.1 Технология монтажа кабеля

Услуги будут предоставляться населению в 24 коттеджа. Подвеска кабеля будет производиться по опорам ЛЭП 0,4 кВт. Расположение опор и проводки кабеля показано на «рисунке 12».

«Рисунок 12» схема расположения опор и подвески кабеля

Точками обозначены железобетонные опоры. Сплошной линией - подвешенный оптический кабель. Квадратом - место стыковки магистрального кабеля, расположения оборудования Ethernet и PON.

Подвес кабеля осуществляется на опорах. Зажимы удерживают кабель, создавая нужное натяжение, зажимы крепятся к кронштейну. Запас кабеля находиться в коробе хранения. Отвод и сращивания кабеля осуществляется в муфте.

«Рисунок 21» фотография способа подвески кабеля

На рисунке 21 представлен способ подвески кабеля. 1 - кабельные зажимы, 2 - распределительный кабель 24 волокна, 3 - отводной абонентский кабель 2 волокна, 4 - короб хранения запасов кабеля, 5 - оптическая муфта.

3.2 Реализация проекта по технологии PON

Станционное оборудование размещается на территории узла доступа и включает в себя:

- 19U шкаф;

- станционный терминал (OLT);

- оптический кросс SC16 1U.

В 19U шкафу располагается станционный терминал (OLT) и оптический кросс SC16. Питание постоянного тока заводится от местного источника питания, обеспечивается заземление.

OLT при помощи патчкорда (UTP CAT5e) или оптической кабельной сборки подключается к внешней сети передачи данных. Из расчета тридцать два абонента на один PON-порт OLT используется один оптический порт для подключения 24 абонентов. PON-порты OLT подключаются оптическими патчкордами SC/APC к станционному оптическому кроссу SC16.

Кросс размещается в стойке с OLT. На кросс заводится магистральный оптический кабель, и на патч-панель выводятся нужные волокна этого кабеля. В данном случае целесообразно использовать два волокна кабель. Одно рабочие, один на случай резерва. Резервные волокна предназначены для подключения новых абонентов при расширении поселка или для быстрого переключения связи на резервное волокно в случае повреждения рабочего.

Кабель с магистрального участка в посёлок заходит со стороны дома №8 с ОРШ, установленный в специальном помещении с ограниченным доступом, в данном случае в подвале дома сторожа.

Магистральный кабель выводится на оптический кросс в ОРШ. С помощью патчкорда рабочие волокна подключаются к сплиттеру 1х32. Выход сплиттера выводятся на стоечный 19U кросс на 24 соединения. К кроссу подключается 24-хволоконный кабель и протягивается по улице.

«Рисунок 13» схема станционного оборудования и оборудования ОРШ

По улицам поселка, на опорах наружного освещения (опоры находятся на расстоянии не более 50 м друг от друга) с помощью узлов крепления и зажимов подвешивается 24-х волоконный кабель, устанавливаются 8 отводных муфт, каждая из которых обеспечивает ответвление от 2 до 4 волокон кабеля в сторону абонентов. С помощью сварочного соединения в муфте эти волокна соединяются с drop-кабелем, который также по опорам внешнего освещения подводится к каждому дому подвесом. Двадцать четыре волокна используются для подключения абонентов.

«Рисунок 14» схема участка ОРШ-ONU

В помещении пользователя устанавливается абонентская розетка. Drop-кабель, оконеченный пигтейлом, заводится в помещение пользователя и монтируется в оптическую абонентскую розетку с помощью адаптера. К адаптеру подключается оптический патчкорд SC/APC, соединяющий абонентскую розетку с абонентским устройством (ONT).

«Рисунок 15» схема абонентского участка

ПК пользователя подключается к ONT патчкордом UTP CAT5e. В зависимости от типа абонентского устройства, абонент может подключить к нему до четырех персональных компьютеров с помощью кабеля и до трех - с помощью беспроводного соединения Wi-Fi, до двух телефонных аппаратов и телевизор.

3.3 Реализация проекта по технологии Ethernet

Станционное оборудование размещается на территории узла доступа и включает в себя:

- 19U шкаф;

- Ethernet коммутатор уровня ядро;

- оптический кросс SC16 1U.

В 19U шкафу располагается коммутатор и оптический кросс SC16. Питание постоянного тока заводится от местного источника питания, обеспечивается заземление.

Коммутатор уровня ядро при помощи медных или оптических патчкордов подключается к внешний сети передачи данных. Порты предназначенные для подключения оборудования уровня доступа через SFP (в случае реализации проекта c SFP) или медиконверторов (в случае реализации проекта с медиаконверторами) подключаются к кроссу. Кросс размещается в стойке с коммутатором. На кросс заводится магистральный оптический кабель, и на патч-панель выводятся нужные волокна этого кабеля. В данном случае целесообразно использовать два волокна кабель. Одно рабочие, один на случай резерва. Резервные волокна предназначены для быстрого переключения связи на резервное волокно в случае повреждения рабочего.

Кабель с магистрального участка в посёлок заходит со стороны дома №8 со специального помещении, в данном случае на чердаке дома расположен закрывающийся шкаф 19U, питание постоянного тока заводится от местного источника питания, обеспечивается заземление.

Магистральный кабель выводится на оптический кросс в ОРШ. Коммутатор доступа через патчкорды UTP CAT5e подключается к медиаконвертору или SFP подключается к магистрали. Распределительный 24 волоконный кабель вводиться в ОРШ на кросс и подключается либо через SFP либо через медиаконверторы оптическими патчкордами к коммутатору доступа. 24-х волоконный протягивается по улицы.

«Рисунок 16» схема станционного оборудования и оборудования ОРШ при реализации проекта по технологии Ethernet c использованием SFP

«Рисунок 17» схема станционного оборудования и оборудования ОРШ при реализации проекта по технологии Ethernet c использованием медиаконверторов

По улицам поселка, на опорах наружного освещения (опоры находятся на расстоянии 50 м друг от друга) с помощью узлов крепления и зажимов подвешивается 24-х волоконный кабель, устанавливаются 8 отводных муфт, каждая из которых обеспечивает ответвление от 2 до 4 волокон кабеля в сторону абонентов. С помощью сварочного соединения в муфте эти волокна соединяются с drop-кабелем, который также по опорам внешнего освещения подводится к каждому дому подвесом. Двадцать четыре волокна используются для подключения абонентов, одно волокна - резервное.

«Рисунок 18» Схема участка ОРШ-CPE

В помещении пользователя устанавливается абонентская розетка. Drop-кабель, оконченный пигтейлом, заводится в помещение пользователя и монтируется в оптическую абонентскую розетку с помощью адаптера. К адаптеру подключается оптический патчкорд SC/APC, соединяющий абонентскую розетку с абонентским устройством (CPE).

«Рисунок 19» Схема абонентского участка при реализации проекта по технологии Ethernet c использованием SFP

«Рисунок 20» Схема абонентского участка при реализации проекта по технологии Ethernet c использованием медиаконверторов

ПК пользователя подключается к CPE патчкордом UTP CAT5e. В зависимости от типа абонентского устройства, абонент может подключить к нему до четырех персональных компьютеров с помощью кабеля и до трех - с помощью беспроводного соединения Wi-Fi, до двух телефонных аппаратов и телевизор.

3.4 Технология реализации услуг Triple play

При организации доступа к услугам Triple Play используется гибридная сервисная модель на участке “граничный маршрутизатор/BRAS (Broadband Remote Access Server) -- ONU”, включающая в себя как отдельный абонентский VLAN (C-VLAN -- Customer VLAN), так и отдельный VLAN (Virtual Local Area Network) для передачи многоадресного (multicast) трафика IPTV (MC-VLAN). Соответственно, на участке сети BRAS-OLT организуется 24xC-VLAN + 1xMС-VLAN.

На участке между абонентским оборудованием ONU и OLT организуются три сервисных VLAN (реализуется сервисная модель доступа S-VLAN -- Service VLAN), в рамках которых передается трафик услуг Интернет, VoIP и один VLAN для передачи трафика IPTV и VoD.

На оборудовании ONU осуществляется сопоставление идентификатора физического порта для подключения абонентского оборудования и идентификатора соответствующего сервисного VLAN.

Port 1 -- для подключения ПК и доступа к услуге Интернет;

Port 2 -- для подключения SIP-телефона и доступа к услуге VoIP;

Port 3 -- для подключения телевизионной приставки “Set-Top-Box” (STB) и доступа к услугам IPTV и VoD.

Доступ к услуге Интернет осуществляется с помощью установления PPPoE-соединения. Инициация PPPoE-сессии производится с ПК пользователя, а терминация PPPoE-сессии производится на BRAS. Интернет-трафик и трафик данных внутренней сети абонентов передается в рамках одной PPPoE-сессии. Для доступа к услугам Интернет, виртуальному адаптеру PPPoE, функционирующему на ПК, присваивается динамический публичный IP-адрес.

Доступ к услуге VoIP и передача трафика осуществляется посредством IPoE (IP over Ethernet)-сессии в рамках организуемого сервисного VLAN на участке ONU-OLT и в рамках одного абонентского C-VLAN на участке OLT-BRAS. SIP-терминалу присваивается динамический IP-адрес из адресного пространства частных адресов, назначаемый DHCP-сервером.

Доступ к услуге IPTV осуществляется с использованием IPoE-сессии. Для STB назначается динамический IP-адрес DHCP-сервером, располагающимся в IPTV-сети оператора.

На участке между OLT и BRAS допускается использование метода стекирования (Q-in-Q) абонентских VLAN.

Все абонентские C-VLAN одного OLT размещаются в одном VLAN, идентифицирующем OLT

«Рисунок 22» Логическая модель доступа к услугам Triple play в сети PON

«Рисунок 23» Использования методики стекирования VLAN на участке OLT-BRAS

Заключение по главе

Анализируя данные спроектированных схем видно что преимущество EPON в ненадобности подачи питания на оборудования на уровне доступа вследствие экономия затрат на электроэнергии и отсутствие проблем с резервированием питанием на случай отключения электроэнергии.

Оборудование EPON более эргономично по объему. На узле доступа особенно по сравнению с технологией Ethernet с медиаконверторами, где большую часть занимаю шасси для медиаконверторов высота одного 2U.

Отсутствие в EPON на уровне доступа сложных технологических устройств делает ее более надежной в процессе эксплуатации.

Количество волокон на линейном участке одинакова для обеих технологий, т. е экономии на волокне, которая является основным преимуществом в EPON, в проекте не имеет значения.

Полосы пропускания по 20 Мбит/сек на 24 клиента. Для 24 абонентов EPON скорость передачи 2,5 Гбит/сек или 2560 Мбит/сек таким образом 2560/24=106 Мбит/сек на клиента от ONU к OLT. Для Ethernet 1000/24=41 Мбит/сек на клиента.

На оборудование EPON и Ethernet применяются одинаковые сетевые технологии для передачи трафика и его обработки. Программирование оборудования не составляет труда для инженера ранее специализировавшимся на Ethernet.

В схемотехническом решение EPON имеет больше преимуществ перед Ethernet для проекта сети FTTH поселка Антипиха.

4 Выбор линейного и станционного оборудования

На этапе выбора разработан ряд требований по соответствующим параметрам для линейного и станционного оборудования, также приводятся конкретные вид, который будет использоваться в реализации проекта с ценой для дальнейших экономических подсчетов.

4.1 Выбор кабеля и монтажного оборудования

Требования к кабелю:

Кабель для воздушной подвески распределительного и абонентского участка цепи.

Оптическое волокно должно соответствовать Рекомендациях Международного Союза Электросвязи (ITU-T) серии G652D. «Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля» не имеют всплеска затухания на длине волны 1383 нм («водный пик») и могут использоваться в широком спектральном диапазоне 1310 - 1650 нм с системами CWDM или G.652C

Количество волокон для распределительном участке цепи 24, для абонентского участке кабель с 2 волокнами.

Конструкция кабеля одномодульный с выносным силовым элементом, предназначаться для подвески кабеля на опорах освещения (ЛЭП 0,4 кВ). Ширина пролетов между опорами не превышает 60 м.

Сегодня в России действуют около 30 заводов, производящих ВОК. территории СНГ есть еще два завода на Украине и два в Белоруссии; их доля в общем производстве ВОК на территории СНГ составляет порядка 10%.

Самые известные это ЗАО ”ОКС 01”, ЗАО ”Самарская оптическая кабельная компания”, ООО ”Сарансккабель-Оптика”, ЗАО ”Севкабель-Оптик”, Интегра-Кабель, ИООО ”СОЮЗ-КАБЕЛЬ”, ЗАО ”ТРАНСВОК”, ООО ”Еврокабель I”, ЗАО ”МОСКАБЕЛЬ-ФУДЖИКУРА”, ОАО ”ОДЕСКАБЕЛЬ”, ООО ”ОПТЕН”, ЗАО ”ОФС Связьстрой-1 ВОКК”, ООО ”Эликс-Кабель”.

Таблица 3 Цены на кабель

ОКС-01 (Санкт-Петербург)

ОПК-02Т02-7,5/0,3

23 960 руб/км

ОПК-24Т04-7,5/0,3

38 350 руб/км

Еврокабель (Московская область)

ОПЦ 6 кН 2 волокна

18300 руб/км

ОПЦ 6 кН 24 волокна

26000 руб/км

Москабель-Фуджикура (Москва)

ОКПЦ-10А-01-0,22-2-(6,0)

21 932 руб/км

ОКПЦ-10А-01-0,22-24-(6,0)

28 532 руб/км

«Сарансккабель Оптика»

ОКТс-0,22-2П (7кН)

33800 руб/км

ОКТс-0,22-24П (7кН)

47000 руб/км

В таблице 3 представлены заводы производящий кабель на 2 и 24 волокна и стоимость такого кабеля за 1 км.

ЗАО «ОКС 01» - изготовитель оптических кабелей, с 2007 года выпускает свою продукцию с оптическими волокнами нового поколения - марки SMF-28e+, производства фирмы «Corning», США.

Кабели ЗАО «ОКС» зарекомендовали себя использование на практике, средний ценой, поэтому в проекте будет использоваться кабель ОПК.

Оптический кабель марки ОПК предназначен для применения на единой сети электросвязи России для подвески на опорах линий связи, между зданиями и сооружениями, прокладки внутри зданий, в тоннелях, в том числе тоннелях метрополитена, в качестве временных кабельных вставок.

Структура кабеля:

Оптические волокна сгруппированные в пучки или уложенные свободно. Пластиковая трубка с гидрофобным заполнителем. Канат из стальных высокопрочных оцинкованных проволок, с временным сопротивлением разрыву 1670 МПа. Наружная полиэтиленовая оболочка.

«Рисунок 24» Кабель ОПК

Характеристики кабеля:

Количество оптических волокон в кабеле - 2 и 24.

Стойкость к статическим растягивающим усилиям - 7,5 кН

Стойкость к раздавливающим усилиям - 0,3 кН/см.

Стойкость к ударным воздействиям - 20 Дж.

Допустимый радиус изгиба - от 170 мм.

Габаритный размер кабеля - от 4,0/8,4мм.

Таблица 4 Цветовая маркировка оптических волокон

1

натуральный

5

бирюзовый

9

розовый

13

лимонный

2

зеленый

6

желтый

10

фиолетовый

14

бежевый

3

красный

7

коричневый

11

серый

15

оливковый

4

синий

8

оранжевый

12

черный

16

белый

В кабели уложены пучки по 12 волокно в каждом пучке, волокно маркируются цветами с 1 по 12, пучки обматываю маркированными нитями цвета 2 и 3.

Основные характеристики одномодового оптического волокна с расширенным диапазоном рабочих длин волн и с повышенным порогом стимулирования бриллюэновского рассеяния G.652D

Таблица 5 Характеристика волокна G.652D

Рабочие длины волн, нм

1310ч1625

Диаметр оболочки, мкм

125±1

Некруглость облочки, %, не более

1

Диаметр защитного покрытия, мкм

250±15

Коэффициент затухания дБ/км:
на длине волны 1310 нм, не более
на длине волны 1383 нм, не более
на длине волны 1550 нм, не более
на длине волны 1625 нм, не более


0,36
0,35
0,22
0,23

Для реализации проекта будет достаточно распределительного 24 волоконного кабеля и кабеля 2 волокна для абонентского участка длиной по 1 км.

Особенности одномодульного кабеля возможность отвода волокна на абонентский участок не разрезая транзитные волокна. Также более легкий вес 65 кг у многомодульный с такими же требованиями около 100 кг.

Также стоить отметить что стоимость одномодульного кабеля дешевле стоимости многомодульного с аналогичными параметрами.

Анкерный зажим

AC7 500 позволяет просто и быстро закрепить оптический кабель типа '8' за вынесенный стальной трос. Нет необходимости оголять или же отделять несущий трос. Зажим удерживается непосредственно за стальной трос, прорезая оболочку. Зажим AC7 500 применяется для подвески оптического кабеля с внешним металлическим силовым элементом (тросом) на пролетах до 120 м. Стоимость зажима 350 руб.

«Рисунок 25» Анкерный зажим АС7 500

Кронштейн

Кронштейн UPB устанавливается на всех типах столбов, с отверстиями или без, с помощью двух обвязочных лент SB204/SB207 шириной 20 мм и двух замков B20 (или двух втулок A20). В среднем на кронштейн необходимы две ленты по одному метру длиной. Выбор толщины ленты зависит от требуемой прочности, что определяется, в свою очередь от тягового усилия, прилагаемого на кронштейн. Цена 200 руб шт.

«Рисунок 26» Кронштейн UPB

Муфта

Муфта GJS-6007 Емкость муфты до 4 сплайс-пластин. Емкость каждой сплайс-пластины -- до 24 волокон при укладке КДЗС в два слоя. Муфта разъемная, состоит из двух половинок, что позволяет надевать муфту на петлю кабеля. Таким образом, можно делать отводы волокон, не разрезая все волокна кабеля, то есть, сохраняя транзитные волокна позволяя соединять до 6 оптических кабелей. Стоимость муфты GJS-6007 1400 руб. за шт.

«Рисунок 27» муфта GJS-6007

Монтажные работы по подвесу кабеля будет выполнять наемная бригада. Бригада имеет свои монтажные инструменты не оговариваемые в проекте. В дальнейших экономических расчетах будет учитываться стоимость работы бригады по выполнению крепления кронштейнов, короба хранения запасов кабеля, крепление муфт, натяжения кабеля, заводка кабеля к абоненту. Общая стоимость работы XXX руб.

4.2 Выбор станционного оборудования для реализации проекта по технологии PON

Требование к OLT:

EPON Интерфейс, с возможность подключения 23 абонентов на порт,

Ethernet Интерфейс для подключения к имеющийся IP сети

Поддержка IGMP, IGMP snoping, VLAN

Удалённое управление ONU

Требование к ONU:

EPON интерфейс, для подключения входящего оптического кабеля.

Три интерфейса для подключения устройств услуг Triple Play (Интернет, голос, видео)

Поддержка VLAN

Важный фактор выбора - цена. Разброс цен от 128 000 руб. до 570 000 руб., в большей степени зависит от функциональности оборудования и известности производителя.

OLT и ONU от разных производителей плохо взаимодействуют между собой, поэтому выбрано оборудование одной марки.

Таблица 6 Стоимость оборудования OLT и ONU

Оборудование OLT, ONU

Цена руб

Corecess

S102 мини GEPON OLT

128460

3900 Gateway ONU

9570

Элтекс

LTE-8ST (OLT)

214 244

NTE-2 (ONU)

7469

NTE-RG-1402 (ONU)

8000

ZyXEL

OLT-1308H

570000

ONU-631HA

9409

ONU-634HA

10146

D-Link

DPN-3012-E (OLT)

158838

DPN-304T (ONU)

17670

DPN-304L (ONU)

10170

OLT LTE-8ST от «Элтекс» уже эксплуатируется организациями на практике и получил хорошие отзывы. Также это средняя модель по цене, и подходит по требованиям.

«Рисунок 28» OLT LTE-8ST

Устройство выполняет следующие функции:

· поддержка механизмов качества обслуживания QoS, приоритезация различных видов трафика на уровне портов TurboGEPON в соответствии с 802.1p;

· организация VLAN (диапазон идентификатора VLAN 0-4094);

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

· Технические характеристики Gepon LTE-8ST:

· до 8 портов TurboGEPON с поддержкой стандартов

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

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

· резервирование определенной длины волны (1,55 мкм) для предоставления услуг кабельного телевидения.

В оборудование LTE-8ST для передачи сигнала в оптический канал от OLT к ONU используется SFP xPON 2,5 GE модуль. Стоимость модуля 6695 руб.

NTE-RG-1402 Абонентские терминалы (ONU) предназначены для связи с вышестоящим оборудованием пассивных оптических сетей и предоставления услуг широкополосного доступа конечному пользователю. Связь с сетями GEPON реализуется посредством PON-интерфейсов, для подключения оконечного оборудования клиентов служат интерфейсы Ethernet.

«Рисунок 29» ONU NTE-RG-1402

Поддержка функций:

· поддержка стандарта IEEE802.3ah;

· поддержка VLAN в соответствие с IEEE802.1Q;

· фильтрация многоадресных рассылок IGMP snooping;

· полное управление посредством протокола OAM через OLT.

В оборудование LTE-8ST для передачи сигнала в оптический канал от OLT к ONU используется SFP xPON 2,5 GE модуль. Стоимость модуля 6695 руб.

Сплиттер

Требование к сплиттеру:

Разделение сигнала в 23 направления, работа на длинах волн 1310, 1490, 1550. Оконцовка коннекторами SC/APC

Сплиттер PLC 1/32 работает на длинах волн 1260-1650 оконцован SC цена 8270 руб.

«Рисунок 30» корпусной PLC Сплиттер 1/32

Все остальное оборудование: патчкорды, пигтейлы, кроссы, розетки распространены и не представляет сложности в выборе.

5.3 Выбор станционного оборудования для реализации проекта по технологии Ethernet

Выбор активного оборудования для построения сети по технологии Ethernet производился между образцами от производителя Planet и D-Link.

Ниже в таблице приведена цена на оборудование с одинаковыми характеристиками.

Таблица 7 Цены на оборудование D-Link и Planet

Planet

D-link

Коммутатор с 24 SFP

PLANET FGSW-2624SF

13050 руб.

Коммутатор с 24 SFP

DES-3200-28F

19286 руб.

Коммутатор с 24 100BASE-T

FGSW-2620VM v2

6342 руб.

Коммутатор с 24 100BASE-T

DES-3200-28

10239 руб.

Planet производит более дешёвое оборудование, но качество, как показывает практика оставляет желать лучшего. Оборудование чаще выходит из строя во время эксплуатации. Чаще требуется выезд мастера для выяснения причин неполадки, что компенсирует разницу в цене. При покупке и установке в одно время срок службы коммутаторов D-link до полного выхода из строя больше.

Ethernet с SFP модулями.

Коммутатор уровня доступа

Требование:

24 порта 100Base-FX SFP для подключение абонентов, 2 порта Gigabit SFP для подключение к уровню распределения

Поддержка VLAN, IGMP/IGMP-snooping

Коммутаторы DES-3200 входят в линейку управляемых коммутаторов D-Link уровня 2 серии xStack, предназначенную для сетей Metro Ethernet (ETTX и FTTX). Устройство обладает практичным дизайном с поддержкой 4 комбо-портов Gigabit/SFP, которые обеспечивают полосу пропускания 4Гбит/с с поддержкой топологии двойного кольца сети Ethernet. Коммутатор DES-3200-28F обеспечивает подключение на расстоянии до 20 км для приложений сети Metro Ethernet.

«Рисунок 32» DES-3200-28F

Характеристики:

VLAN:

802.1Q Tagged VLAN

802.1v VLAN на основе протокола

VLAN на основе порта

VLAN на основе МАС-адресов

VLAN Trunking

Q-in-Q на основе порта

Selective Q-in-Q

Многоадресная рассылка уровня 2:

IGMP Snooping:

IGMP v1/v2 Snooping, IGMP v3 Awareness

SFP

Требование:

SFP Работа с одним одномодовым волокном для приема и передачи на длинах волн 1310-1625 нм.

Двунаправленные SFP-трансиверы DEM-220T/220R* Fast Ethernet для оптического кабеля - это внешние трансиверы, разработанные для установки в порты SFP (Small Form-Factor Pluggable) сетевых устройств с целью приема и передачи данных по оптоволокну. Цена за штуку 1875 р.

Характеристики:

Стандарт: IEEE 802.3ah 100BASE-BX

Длина волны: Tx: 1550нм, Rx: 1310 нм

Разъем: Симплексный LC

Тип оптоволокна: Одномодовый оптический кабель 9/125 мкм

Расстояние передачи данных: До 20 км

Диапазон мощности передачи: От -14 до -8 dBm

Диапазон мощности приема: От -32 до -3 dBm

Чувствительность оптического приемника: -32 dBm

Мин. бюджет мощности: 18 dB

Макс. бюджет мощности: 30 dB

CPE устройство

Требование:

3 интерфейса для подключения устройств обработки трафика (голос, данные, видео)

Поддержка функций VLAN, IGMP, QoS.

SFP интерфейс 100 Мбит/с

Маршрутизатро DIR-100/F - в зависимости от версии программного обеспечения устройство может также выполнять функции маршрутизатора Triple play или коммутатора VLAN. Цена 1600 руб. за штуку

«Рисунок 33» DIR-100/F

Характеристики:

WAN-интерфейс: 1 порт Small Form-factor Pluggable(SFP) для оптических коннекторов 10/100Мбит/с

Интерфейсы LAN: 4 порта 10/100BASE-TX Ethernet

Поддержка VLAN, IGMP, QoS

Ethernet с медиаконверторами

Ethernet коммутатор уровня доступа

Требование:

24 интерфейса для подключения устройства CPE через медиаконвертор, 2 порта Gigabit Ethernet для подключения к сети распределения.

Поддержка VLAN, IGMP/IGMP-snooping.

Коммутаторы DES-3200-28 обеспечивают подключение по меди на скорости Fast Ethernet, что является преимуществом для различных приложений Metro Ethernet. Устройство обладает практичным дизайном с поддержкой 4 комбо-портов Gigabit/SFP, которые обеспечивают полосу пропускания 4 Гбит/с с поддержкой топологии двойного кольца сети Ethernet.

«Рисунок 34» DES-3200-28

Характеристики:

Интерфейс

24 порта 10/100BASE-T

4 комбо-порта 1000BASE-T/SFP

Многоадресная рассылка уровня 2

IGMP Snooping:

IGMP v1/v2 Snooping, IGMP v3 Awareness

VLAN

802.1Q Tagged VLAN

802.1v VLAN на основе протокола

VLAN на основе порта

VLAN на основе МАС-адресов

Q-in-Q на основе порта

Selective Q-in-Q

Медиаконвертор

Медиаконвертеры DMC-920R осуществляют преобразование интерфейсов «витая пара - одномодовый оптический кабель по одному волокну» для сетей Ethernet 10/100BASE-TX и 100BASE-FX. Устройства DMC-920Т и DMC-920R позволяют одновременно передавать и получать сигналы на длинах волн 1310 нм и 1550 нм по одному оптическому волокну на расстояние до 20 км. Цена: 2600 руб. за штуку.

Характеристики:

Оптический интерфейс

Длина волны 1550 нм (передатчик DMC-920T и приёмник DMC-920R), 1310 нм (передатчик DMC-920R и приёмник DMC-920T)

Мощность передатчика -18…-7 дБм (DMC-920T), -15…-7 дБм (DMC-920R)

Чувствительность приёмника -32 дБм

Энергетический потенциал 14 дБ (DMC-920T), 17 дБ (DMC-920R)

Шасси

Для размещения, питания и управления медиаконверторами лучше использовать шасси.

Шасси DMC-1000 имеет 16 слотов для подключения. Цена 8690 руб. за штуку.

CPE устройство

Требование:

3 интерфейса для работа с даннми Triple Play (голос, данные, видео)

Поддержка функций VLAN, IGMP, QoS.

Интерфейс 10/100BASE-TX Ethernet для подключения к сети через медиаконвертор.

Маршрутизатро DIR-100 В зависимости от версии программного обеспечения может также выполнять функции широкополосного маршрутизатора или маршрутизатора Triple Play. Цена 1176 руб. за штуку.

«Рисунок 35» DIR-100

Характеристики:

Количество портов 5 портов 10/100BASE-TX

VLAN

IEEE 802.1Q Tagged VLAN

VLAN на базе портов

Количество групп VLAN: 8

Групповая рассылка IP

IGMP Snooping v1, v2, v3

Заключение по главе

Стоимость оборудования PON выше по сравнению с оборудованием Ethernet из-за его сложности (необходимо аппаратное шифрование сигнала на скорости канала, мощные и скоростные лазеры).

Для Ethernet, в связи с длительным сроком эксплуатации на сетях операторов связи и проработанной технологией взаимодействия устройств, не представит сложности в случае выхода из строя эксплуатируемого оборудование, купить аналог или точно такое же в отличие от EPON.

Для Ethernet проще подобрать оборудование для конкретного проекта сети. Подключившиеся абоненты используют порты на коммутаторе доступа Ethernet. Если изначально количество абонентов небольшое, то и количество портов активного оборудования должно быть небольшим. В случае, если база абонентов растет, можно добавлять дополнительные коммутатор. Напротив, при использовании PON подключение первого абонента к дереву требует наличия наиболее дорогостоящего порта OLT, и только в дальнейшем при добавлении абонентов к тому же дереву PON стоимость подключения в расчете на одного абонента несколько уменьшается.

Ethernet, на этапе выбора оборудования, более практичней и экономичней.

Расчет оптического бюджета

Расчет оптического бюджета при построении PON дерева.

«Оптическим бюджетом» принято считать максимальное значение затухания в оптическом волокне от OLT коммутатора до максимально удаленного ONU.

В данном случае оптический бюджет

Tx - выходная мощность трансивера

Rx - чувствительность ресивера.

Для OLT LTE-8ST и ONU NTE-RG-1402

Для Downstream направления (OLT > ONU), выходная мощность OLT составляет +4 dBm и чувствительность ONU - 28 dBm. Зная эти значения мы можем вычислить оптический бюджет для Downstream потока: 4-(-28) = 32dBm

Для Upstream направления (ONU > OLT), выходная мощность ONU составляет 0,5 dBm и чувствительность OLT - 30dBm. Зная эти значения мы можем вычислить оптический бюджет для Upstream потока: 0,5 -(-30) =30,5dBm

Так как передача Upstream и Downstream потоков осуществляется в одном оптическом волокне, допустимый бюджет будет выше 30dBm.

2. Затухание сигнала в оптической сети.

На затухание сигнала в оптической сети влияют следующие составляющие:

Потери в соединениях волокна;

Потери в оптическом волокне (на километр);

Потери в оптических коннекторах;

Потери при использовании различных типов сплиттеров;

Потери в соединениях волокна

0,1-0,2 дБ

Потери в оптическом волокне

0,36 дБ

Затухание в 1:32 оптическом сплиттере

15 дБ

Потери в оптических коннекторах

0.3 дБ

3. Расчет оптического бюджета при построении PON дерева.

Расчет оптического бюджета при построении PON дерева можно произвести по следующей формуле:

Где:

P - бюджет мощности (максимальные оптические потери в ODN - Optical

Distribution Network);

F - протяженность волокна в километрах;

С - затухание сигнала в оптических коннекторах;

Sl - затухание сигнала в соединениях волокна;

- затухание сигнала в сплиттерах;

Потери сигнала от OLT до самого удаленного ONU составляет 20,246 дБ

максимально возможных потери 30 дБ.

Вывод по главе

При длине линии от OLT до самого дальнего ONU 7350 м. при наличии 4 сварных соединений, 7 коннекторов, и сплиттере с коэффициентом деления 1/32 мощности передатчика достаточна для передачи сигнала по всему оптическому каналу.

5 Оценка технико-экономической эффективности проектного решения

В главе произведены расчеты общих затрат на реализацию проекта по технологии PON и Ethernet, выбрана наиболее экономически выгодная технология. Рассчитан срок окупаемости проекта.

5.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты на оборудование, определяют по смете. Капитальные затраты определяются с учетом затрат на тару и упаковку, транспортные затраты.

В данном проекте транспортные расходы рассчитываются в размере 5 % от стоимости оборудования. Монтаж кабеля 50 % от стоимости монтажного оборудования и кабеля.

Таблица X» Смета на закупку и монтаж линейного оборудования

Наименование работ или затрат

Ед. изм.

Кол-во ед.

Сметная стоимость (RUS), в т.ч. НДС 18%,

единицы

общая

Кабель ОПК-02Т02-7,5/0,3

км.

1

23 960

23 960

Кабель ОПК-24Т04-7,5/0,3

км.

1

38 350

38 350

Анкерный зажим AC7 500

шт.

67

350

23450

Кронштейны типа UPB

шт.

20

200

4000

Муфты GJS-6007

шт.

10

1400

14000

Итого:

103 760

Транспортные расходы, 5%

5188

Итого:

108 948

Строительно-монтажные работы по прокладке 50%

51880

Всего по смете:

160828

Капитальные затраты на линейно кабельные сооружения при использования технология Ethernet или PON одинакова составляет 160828 руб.

Расчет капитальных затрат на станционное оборудование при использование технологии PON.

Наименование работ или затрат

Марка шифр

Ед. изм.

Кол-во ед.

Сметная стоимость (RUS), в т.ч. НДС 18%,

единицы

общая

OLT GePON

LTE-8ST

порт

1

214 244

214 244

SFP xPON

SFP xPON 2,5 GE

шт.

1

6695

6695

Кросс на 2 розетки SC

ШКО-С-1U-24

шт.

2

460

920

Патчкорд SC/APC-SC/APC 1 м

SC/APC-SC/APC

шт.

2

200

400

Сплиттер 1/32 1310-1650 нм., SC

PLC 1/32

шт.

1

8270

8270

Кросс 24 ОВ, SC

ШКО-С-1U-24

шт.

1

600

600

ONU

NTE-RG-1402

шт.

24

8000

192000

Розетка SC_APC оптическая, одномод

Розетака SC/APC

шт.

24

35

840

Патчкорд SC/APC-SC/APC 2 м

SC/APC-SC/APC

шт.

24

400

9600

Итого:

433 569

Тара и упаковка 0,3 %

1 300

Транспортные расходы, 5%

21678

Всего по смет:

456 547

Расчет капитальных затрат на станционное оборудование при использование технологии Ethernet c SFP.

Наименование работ или затрат

Марка шифр

Ед. изм.

Кол-во ед.

Сметная стоимость (RUS), в т.ч. НДС 18%,

единицы

общая

SFP Gigabit Ethernet 1 волоконо 1 модовое RX/TX

SFP DEM-330

шт.

2

2600

5200

Патчкорд SC-SC 1 м.

SC/APC-SC/APC

шт.

2

200

400

Кросс на 2 порта SC

ШКО-С-1U-24

шт.

2

460

920

Ethernet коммутатор уровня доступа на 26 sfp портов

DES-3200-28F

шт.

1

19286

19286

sfp на Fast Ethernet 1 волокно 1-модовое RX/TX

DEM-220T

шт.

24

1875

45000

sfp на Fast Ethernet 1 волокно 1-модовое TX/RX

DEM-220R

шт.

24

1875

45000

Кросс на 24 порта SC

ШКО-С-1U-24

шт.

1

600

600

Розетки SC/APC

Розетака SC/APC

шт.

24

35

840

патчкорд sc/apc-sc/apc 2 м.

SC/APC-SC/APC

шт.

24

400

9600

CPE с SFP портами

DIR-100/F

шт.

24

1600

38400

Итого:

165 246

Тара и упаковка 0,3 %

495

Транспортные расходы, 5%

8262

Всего по смет:

174 003

Расчет капитальных затрат на станционное оборудование при использование технологии Ethernet c медиаконверторами.

Наименование работ или затрат

Марка шифр

Ед. изм.

Кол-во ед.

Сметная стоимость (RUS), в т.ч. НДС 18%,

единицы

общая

Патчкорд SC-SC 1 м.

SC-SC

шт.

2 шт.

200

400

Кросс на 2 порта SC

ШКО-С-1U-24

шт.

2 шт.

460

920

Ethernet коммутатор на 24 порта RJ45 100 mbit/sec, 2 порта 1000 мbit/sec

DES-3200-28

шт.

1 шт.

10239

10239

Медиконвертор 100 Mbit/sec
RX/TX по одному волокну одномодовый (на стороне провайдера)

DMC-920R

шт.

24 шт.

2600

62400

Медиконвертор 100 Mbit/sec
TX/RX по одному волокну одномодовый (на стороне клиента)

DMC-920T

шт.

24 шт.

2600

62400

Шасии для медиаконверторов

DMC-2000

шт.

2 шт.

8690

17380

Кросс на 24 порта SC

ШКО-С-1U-24

шт.

1 шт.

600

600

Розетки SC/APC

Розетака SC/APC

шт.

24

35

840

патчкорд sc/apc-sc/apc 2 м.

SC/APC-SC/APC

шт.

24

400

9600

CPE с входным портом RJ45

DIR-100

шт.

24 шт.

1165

27960

Итого:

192 739

Тара и упаковка 0,3 %

578

Транспортные расходы, 5%

9636

Всего по смет:

202 953

Общие капитальные затраты по технологиям будут складываться из затрат на станционное оборудование + линейное оборудование

По технологии PON:

617355 руб.

По технологии Ethernet с SFP:

По технологии Ethernet с медиаконверторами:

5.2 Расчет доходов от услуг Triple play

Термин Triple play означает, что клиенту предоставляется три услуги интернет, телефония и телевиденье. Все три тарифицируются раздельными абонентскими платами и видам тарифа.

Тарифы на интернет:

Безлемитный 512 Кбит/сек - 500 руб/мес

Безлемитный 2048 Кбит/сек - 900 руб/мес

Безлемитный 4098 Кбит/сек - 1400 руб/мес

Безлемитный 8192 Кбит/сек - 1990 руб/мес

Тарифы на телефонию:

Внутренние звонки без межгорода - 200 руб/мес

Внутренние с межгородом - 250 руб/мес + N руб/мин (в зависимости от направления)

Таблица Т Цена за минуту разговора по направлению

Направления

Руб/мин

Москва

2.20

Санкт-Петербург

2.60

Иркутск

3.70

Новосибирск

3.20

Тарифы за телевиденье:

50 каналов + местные каналы - 200 руб/мес

50 каналов + местные каналы + сервер VoD -270 руб/ мес

24 абоненты будут пользоваться тремя услугами. Для подсчета среднего месячного дохода возьмем среднею абонентскую плату за интернет, телефонию и телевиденье по всем тарифам.

Интернет:

Телефония:

Телевиденье:

Общий средний доход с клиента в месяц:

Доход с 24 абонентов в месяц:

Доход с 24 абонентов в год:

5.3 Расчет затрат на производство услуг

Расходы будут складываться из:

Затраты на электроэнергию

Амортизационные отчисления

Расчет затрат на электроэнергию.

Тарифы на электроэнергию

Количество часов в месяце 24•31=744 ч

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

Зэ=iNi•Wiе•1000•ti•m

где Ni - количество единиц оборудования i-го вида;

Wi - мощность, потребляемая за 1 час единицей оборудования i-го вида;

ti = время работы оборудования за месяц;

= 0,8 - коэффициент полезного действия ЭПУ;

m = тариф на электроэнергию.

Затраты на электроэнергию для PON:

Потребляемая мощность OLT-LTE8ST 48 Вт. Затраты на электроэнергию за месяц буду:

0,0480,8•477•2,9=82,99 руб/мес

Затраты на электроэнергию для Ethernet с SFP:

Потребляемая мощность DES-3200-28F c 24 sfp 46,7 Вт. Затраты на электроэнергию за месяц будут:

0,0460,8•477•2,9=79,53 руб/мес

Затраты на электроэнергию для Ethernet с медиаконверторами:

Потребляемая мощность DES-3200-28 18,4 Вт. Затраты на электроэнергию за месяц будут:

0,0180,8•477•2,9=

Потребляемая мощность DMC-920 7,2 Вт. 24 шт. Затраты на электроэнергию за месяц:

0,007•240,8

Общие затраты на электроэнергию:

31,12+290=321,61 руб/мес

Амортизационные отчисления на полное восстановление основных производственных фондов (ОПФ) :

А =

где ФОСНi - стоимость ОПФ i-го вида;

ni - норма амортизации на полное восстановление ОПФ i-го вида.

EPON

Ethernet c SFP

Ethernet с медиаконверторами

Кабельные линии связи

ОПФ

456527

174023

202953

160828

Действующая норма амортизации в %

10%

10%

10%

5%

Амортизационные отчисления в год (руб)

45652

17402

20295

8041

Общие Амортизационные отчисления в год (руб)

53693

25443

28336

-

Общие расходы в месяц будут складываться из расходов на электроэнергию и амортизацию

EPON

Ethernet с sfp

Ethernet с медиаконверторами

Расходы на электроэнергию руб/год

984

948

3852

Расходы на амортизацию руб/год

53693

25443

28336

Общие расходы руб/год

54677

26391

32188

5.4 Расчет основных экономических показателей, характеризующих эффективность капитальных вложений

Зная доходы и расходы в можно посчитать прибыль

EPON

Ethernet с sfp

Ethernet с медиаконверторами

Доходы руб/год

477216

477216

477216

Расходы руб/год

54677

26391

32188

Прибыль без налога руб/год

422544

450828

445032

Прибыль с 20% налогом в год

338036

360663

356026

Прибыль на 2 год

676072

721326

712052

Прибыль на 3 год

1014108

1081989

1068078

Прибыль на 4 год

1352144

1442652

1424104

Прибыль на 5 год

1690180

1803315

1780130

Определяем эффективность проекта

Эффективность проекта EPON:

года

1

2

3

4

5

прибыль

338036

676072

1014108

1352144

1690180

Коэф-т диск-я

0,92

0,84

0,78

0,72

0,67

Диск.прибыль

310989

567900

791004

973543

1132420

Инв-ция

617355

NPV

-306366

-49455

173649

356188

515065

Эффективность проекта Ethernet с SFP

года

1

2

3

4

5

прибыль

360663

721326

1081989

1442652

1803315

Коэф-т диск-я

0,92

0,84

0,78

0,72

0,67

Диск. прибыль

331809

605913

843951

1038709

1208221

Инв-ция

334831

NPV

-3022

271082

509120

703877

873390

Эффективность проекта Ethernet с медиаконверторами

года

1

2

3

4

5

прибыль

356026

712052

1068078

1424104

1780130

Коэф-т диск-я

0,92

0,84

0,78

0,72

0,67

Диск. прибыль

327543

598123

833100

1025354

1192687

Инв-ция

363781

NPV

-36238

243342

469319

661573

828906

Заключение по главе

Анализируя экономические расходы можно сказать самой энергозатратной будет технология Ethernet с медиаконверторами. EPON и Ethernet с SFP имею примерно одинаковый расход электроэнергии в месяц.

Также не стоит водить на данном участке сети технологию EPON так как окупаемость проекта будет 2 года, у Ethernet с SFP и Ethernet c медиаконверторами приблизительно год.

Таким образом, более экономически выгодной будет технология Ethernet с SFP.

6 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Разработанный проект содержит оборудование, представляющее потенциальную опасность для здоровья человека.

В состав оборудования проекта входят:

· источники бесперебойного питания (ИБС);

· активное коммутационное оборудование;

· оптоволоконные трансиверы и конвертеры;

Питание ИБС и активного оборудования производится от сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Оптоволоконные трансиверы и конвертеры генерируют монохроматическое остронаправленное излучение с длиной волны = от 1260 до 1690 нм.

Возможные воздействия на организм человека могут быть следующие:

оптическое излучение непосредственно из лазера, а так же из ОВ;

возможность поражения электрическим током.

6.1 Общие сведения

Лазерное излучение: = 0,2 - 1000 мкм.

Основной источник - оптический квантовый генератор (лазер).

Особенности лазерного излучения - монохроматичность; острая направленность пучка; когерентность.

Свойства лазерного излучения: высокая плотность энергии: 1010-1012 Дж/см2, высокая плотность мощности 1020-1022 Вт/см2.

По виду излучение лазерное излучение подразделяется:

· прямое излучение;

· рассеянное;

· зеркально-отраженное;

· диффузное.

По степени опасности:

Неопасные для человека

Опасные

Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения, поэтому весь диапазон длин волн делится на области:

· ультрафиолетовая 0.2-0.4 мкм

· видимая 0.4-0.75 мкм

· инфракрасная:

· ближняя 0.75-1

· дальняя свыше 1.0

Вредные воздействия лазерного излучения.

· термические воздействия

· энергетические воздействия (+ мощность)

· фотохимические воздействия

· механическое воздействие (колебания типа ультразвуковых в облученном организме)

· электрострикционное (деформация молекул в поле лазерного излучения)

· образование в пределах клетках микроволнового электромагнитного поля

Вредные воздействия оказывает на органы зрения, а также имеют место биологические эффекты при облучении кожи.

Нормирование лазерного излучения. CH 23- 92- 81 Нормируемый параметр -- предельно - допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения при =0.2-20 мкм и кроме этого регламентируется ПДУ на роговице, сетчатке, коже.

ПДУ -- отношение энергии излучения, падающей на определенные участки поверхности к площади этого участка [Дж/см2]

ПДУ зависит от:

· длины волны лазерного излучения [мкм]

· продолжительности импульса [сек]

· частоты повторения импульса [Гц]

· длительности воздействия [сек]

Меры защиты от воздействия лазерного излучения. Наиболее распространенным из технических мер являются :

· экранирование (рабочее место, лазерное излучение)

· блокировка, с помощью которых, лазер приводится в рабочее положение если экран на месте.

Аппаратура контроля: лазерные дозиметры.

Инфракрасное излучение.760 -- 1500 н/м.

Поддиапазоны:

Таблица X Подапозоны ИФ излучени

А -- 760 нм -- 540 мкм.

коротковолновая область ИФ изл.

В -- 1500 н/м -- 3000 н/м

длинноволновая область ИФ изл.

С -- свыше 3000 н/м

Истинным ИФ излучением являются нагретые поверхности.( 0С). ИФ излучения играют важную роль в теплообмене человека с окружающей средой -терморегуляции организма человека. В области А ИФ излучение обладает следующими вредными воздействиями :

Большая проникающая способность через поверхность кожи.

Поглощение кровью и подкожной жировой клетчаткой.

На органы зрения (хрусталик помутнение).

Воздействие ИФ излучения оценивается плотностью потока энергии на рабочем месте. Защита от воздействия ИФ излучения:

Снижение ИФ в источнике.

Ограничение по времени пребывания.

Защита расстоянием.

Индивидуальная защита.

Экранирование (тепло-изомерные материалы).

Воздушное душирование.

Вентиляция.

Приборы контроля ИФ:

Актинометр (1 -- 500) Вт/м2 .

Радиометры.

Спектрорадиометр.

Радиометр оптического излучения.

Дозиметр оптического излучения.

6.2 Требование безопасности при эксплуатации лазерных приборов

Под лазерными изделиями в последующем понимаем электронно-оптические и оптические элементы, допускающие возможность выхода лазерного излучения наружу.

Используемые лазерные изделия можно отнести к классу 1. Наиболее безопасными как по своей природе (ПДУ облучения никак не может быть превышен), так и по конструктивному исполнению являются лазерные приборы класса 1. В связи с таким двойным подходом допустимые пределы излучения (ДПИ) лазерных приборов класса 1 в спектральной области от 0.4 до 1.4 мкм, для которой возможно как точечное, так и протяженное повреждение сетчатки, характеризуются значениями в двух аспектах -- энергетическом (в ваттах или джоулях) и яркостном.

Таблица Ч Нормы излучения

Длина волны

Мощность излучения

мкм

Вт

Вт м -2

1,3

5*10 -2

103

Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на человека.

Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны, однако, в связи со спектральными особенностями поражаемых органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека.

Воздействие лазерного излучения на органы зрения

Основной элемент зрительного аппарата человека -- сетчатка глаза -- может быть поражена лишь излучением видимого (от 0.4 мкм) и ближнего ИК-диапазонов (до 1.4 мкм), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень (МДУ) облученности зрачка.

Невидимое УФ (0.2<<0.4 мкм) или ИК излучение (1.4<<1000 мкм) практически не доходит до сетчатки и потому может повреждать лишь наружные части глаз человека: УФ излучение вызывает фотокератит, средневолновое ИК излучение (1.4<<3 мкм) -- отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК излучение (3 мкм<<1 мм) -- ожог роговицы.

Требования к размещению лазерных изделий

Размещение лазерных изделий в каждом конкретном случае производится с учётом класса опасности изделий, условий и режима труда персонала, особенностей технологического процесса, подводка коммуникаций.

Траектория прохождения лазерного пучка должна быть заключена в оболочку из несгораемого материала или иметь ограждение, снижающие уровень лазерного излучения до ДПИ и исключающие попадание лазерного пучка на зеркальную поверхность. Открытые траектории в зоне возможного нахождения человека должны располагаться значительно выше уровня глаз. Минимальная высота траектории 2,2 м.

Рабочее место должно быть организовано таким образом, чтобы исключать возможность воздействия на персонал лазерного излучения или чтобы его величина не превышала ДПИ для первого класса.

Рабочее место обслуживающего персонала, взаимное расположение всех элементов (органов управления, средств отображения информации и другое.) должна обеспечивать рациональность рабочих движений и максимально учитывать энергетические, скоростные, силовые и психофизические возможности человека.

Следует предусматривать наличие мест для размещения съемных деталей, переносной измерительной аппаратуры, хранения заготовок, готовых изделий.

По степени зашиты персонала от воздействия лазерного излучения условия и характер труда при эксплуатации лазерных изделий независимо от класса изделия подразделяются:

· оптимальные - исключающие воздействие на персонал лазерного излучения;

· допустимые - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше ПДУ установленного СанПиН 5804;

· вредные и опасные - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, превышает ПДУ.

Выполнение требований безопасности должно обеспечивать исключение или максимальное уменьшение возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него других опасных факторов.

К ремонту, наладке и испытаниям лазерных изделий допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию и прошедшие инструктаж по технике безопасности в установленном порядке.

К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие восемнадцати лет, не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие курс специального обучения работе с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.

При эксплуатации изделий выше класса 2 должно назначаться лицо, ответственное за охрану труда при их эксплуатации.

Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться регулярной профилактической проверке. При проведении профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность работы всех защитных устройств, надёжность заземления.

Оценка степени опасности лазерного излучения осуществляется путём его дозиметрического контроля. Измерение параметров лазерного излучения проводят на рабочих местах и в местах возможного нахождения людей.

Контроль параметров лазерного излучения следует проводить:

· при приёме в эксплуатацию новых лазерных изделий классов 3А, 3В, 4;

· при внесении изменений в конструкцию лазерных изделий;

· при изменении конструкции средств коллективной защиты;

· при организации рабочих мест;

· при сертификации лазерных изделий;

· при плановом контроле.

Проводятся два вида дозиметрического контроля:

· предупредительный - определение значения энергетических параметров лазерных изделий в точках границы рабочей зоны, находящейся на минимально возможных расстояниях от источника излучения.

· индивидуальный - измерение величины энергетического излучения , воздействующего на глаза (кожу, рожу) конкретного работающего в течении рабочего дня; при работе на открытых лазерных изделиях (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие лазерного излучения на глаза, кожу.

В зависимости от вида дозиметрического контроля измеряются следующие энергетические параметры лазерного излучения:

· при предупредительном и индивидуальном контроле:

· максимальное за время контроля значение одиночного импульса из серии импульсов излучения, проходящего через ограничивающую апертуру ;

· максимальное за время за время контроля значение энергетической экспозиции от одиночного импульса или от импульса из серии импульсов излучения, проходящего через ограничивающую апертур или Дж см-2;

· максимальное за время контроля значение средней мощности непрерывного излучения, проходящего через ограничивающую апертуру ;

· максимальное за время контроля значение облучённости от непрерывного излучения, проходящего через ограничивающую апертуру или Вт м-2.

· при индивидуальном контроле:

· суммарное значение энергии (энергетической экспозиции) всех импульсов в серии импульсов излучения, проходящего через ограничивающую апертуру ; или

· суммарное значение энергетической экспозиции за рабочий день

Диаметр ограничивающей апертуры равен 7 мм при дозиметрическом контроле лазерного излучения с длинами волн 0,38…1,40 нм и 1,1 мм для других диапазонов волн.

Индивидуальный дозиметрический контроль предусматривает также (при необходимости), измерение длительности воздействия непрерывного излучения , а также количество импульсов в серии импульсно-модулированного излучения N и длительность серии tс, с.

При дозиметрическом контроле лазерного излучения в спектральном диапазоне 0,38…1,40 нм при необходимости в точке контроля дополнительно измеряется видимый угловой размер источника излучения , радиан с целью определения ПДУ.

Дозиметры лазерного излучения должны отвечать следующим дополнительным требованиям:

· обеспечивать прямые измерения энергетических параметров излучения;

· иметь нормированные площадь и диаметр отверстий ограничивающей апертуру.

Дозиметры должны быть отградуированы в единицах энергии (Дж) и мощности (Вт), допускается также градуировка в единицах энергетической экспозиции(Дж м-2 или Дж см-2) и облучения (Вт м-2 или Вт см-2).

Аппаратура, применяемая для измерения энергетических параметров лазерного излучения при дозиметрическом контроле, должна быть аттестована органами Госстандарта РФ, и проходить государственную проверку в установленном порядке.

6.3 Требование по электробезопасности

Используемое оборудование должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы гарантировать защиту персонала при эксплуатации, а также при возникновении неисправностей от поражения электрическим током.

Элементы конструкции, с которыми соприкасается оператор во время работы оборудования, рекомендуется выполнять из диэлектрического материала или наносить на них защитное диэлектрическое покрытие.

Оборудование в целом, а также отдельные блоки должны иметь специальные клеммы или другие приспособления для подсоединения заземляющих или зануляющих проводников.

Все токопроводящие части оборудования должны быть ограждены и размещены таким образом, чтобы исключалась возможность прикосновения к ним при эксплуатации.

Изоляция оборудования должна обладать достаточной диэлектрической прочностью, предотвращающей пробой, а так же достаточным электрическим сопротивлением, препятствующим появлению чрезмерных токов утечки и возникновению теплового пробоя.

В случае неисправности должна быть предусмотрена возможность немедленного отключения оборудования от первичного источника питания посредством устройства отключения питания. Если устройство отключения питания не удовлетворяет этому условию, следует предусмотреть устройство аварийной защиты.

В случае если в состав лазерного устройства не входит источник питания, необходимый для лазерной генерации, в технической документации (ТУ, паспорт) должны быть указаны требования, предъявляемые к источнику питания по его совместимости с лазерными изделиями в целях обеспечения безопасности.

Оборудование, при необходимости, должно иметь предупреждающий знак возможности поражения электрическим током.

Заключение

Основная задача проекта разработка FTTH сети для коттеджного поселка Антипиха. Основные технологии для построения сети Ethernet, PON.

На первоначальном этапе разработки схем из возможных способов построения для Ethernet была выбрана топология «Звезда». Для более детальной экономической проработке технология Ethernet разделена на два способа по типу используемого оборудования в качестве оптических передатчиков/приемников:

Ethernet c SFP

Ethernet c медиаконверторами

FTTH сеть по технологии PON спроектирована по топологии «пассивного оптического дерева».

В главе проектирования для выбора технологии PON или Ethernet выбраны:

- вид оборудования;

- схемы связи оборудования;

- схемы прокладки кабельных линий.

- технологии настраиваемые на оборудование

Рассчитано количество:

· станционного оборудования;

· монтажной арматуры.

На этапе выбора:

разработаны требования к кабелю и оборудованию

· выбран конкретные вид кабеля и оборудования

В экономической части выбрана мене затратная технологи. На основе подсчета капитальных затрат. Рассчитан срок окупаемости проекта.

Учитывая выводы всего дипломного проекта наиболее эффективной по надежности, эксплуатации, а также самое важное экономически приемлимой технологией построения сети FTTH для поселка Антипиха будет Ethernet с SFP. Построенная сеть позволит населению коттеджного поселка получать три сервиса интернет, телефония, телевиденье современным высокотехнологичным способом.

Список литературы

1. FTTx: Где оптимальное место для «x» // Журнал «Сети и системы связи» № 9, сентябрь 2008

2. ITU-T G.984 - стандарт GPON

3. IEEE 802.3ah - стандарт EPON (GePON)

4. IEEE 802.3 - стандарт Ethernet

5. http://deps.ua - официальный сайт компании. Основное направление деятельности - поставка современного высокотехнологичного оборудования для построения телекоммуникационных сетей.

6. http://ru.wikipedia.org - свободная энциклопедия

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru