Строительство телекоммуникационной сети доступа между крупным населённым пунктом Юкки и коттеджным посёлком Юкки в Порошкино

Объединяя экономические  выгоды от технологии EPON с возможностью коммутации второго и третьего уровней, а также функциональностью маршрутизатора, данное оборудование очень хорошо подходит для единой передачи голоса, видео, данных и других сервисов, для которых необходима высокая пропускная способность.

Особенности:

• Полная поддержка стандарта IEEE 802.3ah;
• Высокоскоростной интерфейс PON: симметричный поток 1 Гбит/с для передачи данных, VoIP и видео сервисов;
• Автоматическая установка ("Plug-and-play")  через автоматическое обнаружение и конфигурацию;
• Расширенные механизмы качества обслуживания  (QoS), позволяющие тарифицировать с поддержкой SLA;
• Поддержка контрольного списка доступа (ACL);
• Удаленное управление с помощью расширенных OAM функций.

Оптические  характеристики

• Оптоволокно – одномодовое;
• Разъём – SC;
• Разделение потока от PON интерфейса – до 32 ответвлений;
• Скорость передачи – симметричные восходящий и нисходящий потоки по 1 Гбит/с;
• Оптический бюджет – 27 дБ;
• Длины волн - передача (Tx): 1310 нм, приём (Rx): 1490нм.

Соответствие  стандартам: IEEE 802.3ah

Авторизация пользователя: IEEE 802.1X

Встроенные  механизмы качества обслуживания (QoS): IEEE 802.1p IPv4, TOS приоритетность

Система управления

• Telnet, консольный интерфейс с CLI;
• Возможность удалённого обновления программного обеспечения

Сертификаты соответствия: VCCI, UL and FCC part 15B

Передняя панель: Светодиоды (LEDs), Электропитание (Power), Сигнализация (Alarm), Состояние LAN интерфейса (LAN Link Status), Состояние Интерфейса PON (PON Link Status).

Задняя панель: 1 разъём для электропитания, 1 разъём типа SC интерфейса EPON, 1 разъём типа RF-45 интерфейса Fast Ethernet.

Физические  и электрические параметры

• Габариты (мм): 36 х 220 х 154 (В х Ш х Г)(стенной монтаж)
• Вес: 280г

Электропитание

• Напряжение – 12 Вольт постоянного тока
• Мощность – максимум 5 Ватт, в среднем 4 Ватта

Внешние условия

• Температура – 0-40
• Относительная влажность: 5%-95%.

4.2.3. Сплиттеры

Разветвители – пассивные  оптические компоненты, которые используются для разделения сигнала, поступившего во входное волокно, на два или  несколько выходных волокон. Входной  сигнал разделяется между выходными  волокнами поровну. В обратном направлении разветвитель объединяет два или несколько входных сигналов в одно выходное волокно. Число портов разветвителя принято обозначать отношением 1:N, которое называют коэффициентом разветвления.

Выпускаются разветвители, оконцованные с одной (разветвители с пигтейлами) или с двух сторон. Разветвители с пигтейлами могут монтироваться на направляющих для сростков в соединительной муфте, патч-панели или оптическом распределителе. Разветвители, оконцованные с обеих сторон, предназначены для монтажа в распределительных блоках.

В промежуточных узлах  ветвления кабельной инфраструктуры сети PON устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания. Сплиттер может разделять мощность в любых пропорциях (вносимое затухание зависит от пропорции деления).

Конструктивно сплиттер выполнен  в конструктиве высотой 1U для размещения в 19" стойке, либо как настольное устройство.

За счет оптимизации  размещения сплиттеров может достигаться  значительная экономия оптических волокон и снижение стоимости кабельной инфраструктуры.

 

Рис. 4.1. Схема применения на базе EPON

Патч-панели или распределительные  панели – это устройства для подключения  волоконно-оптических кабелей и  создания кросс-соединений между их волокнами. Распределительные панели обычно монтируются в 19" шкафу. Патч-панель содержит кабельные вводы, направляющие для волокон и коммутационное поле для подключения оборудования и создания кросс-соединений. Защищенные сростки волокон размещаются и фиксируются в направляющих. Коммутационное поле состоит из адаптеров, к которым внутри панели подключаются коннекторы пигтейлов. Патч-панели часто имеют специальное место для хранения излишних длин соединительных шнуров.

Емкость патч-панели, монтируемой в 19" шкафу, обычно составляет 24 коннектора.

Оптические патч-панели монтируются в шкафы в помещении распределителя. Панели могут располагаться в отдельном шкафу с коммутационным оборудованием или в одном шкафу с активным передающим оборудованием. В больших распределителях, таких как кампусные распределители или оптические распределители сети связи общего пользования, патч-панели должны располагаться в отдельных шкафах. При выборе шкафа необходимо принимать во внимание удобство доступа к волокнам и возможность расширения сети. Шкафы не обязательно должны иметь размер 19”. Во многих случаях хорошим решением является использование шкафа, конструкция которого специально разработана для подключения оптических волокон и создания соединений между ними. В таких шкафах удобство доступа к волокнам и возможность расширения сети уже учтены в конструкции. Эти шкафы отличаются от стандартных 19” шкафов. В них вместо патч-панелей используются специальные коммутационные блоки, в которые устанавливаются адаптеры.

При выборе распределительной коробки, патч-панели или распределительного шкафа необходимо принимать во внимание:

1. простоту конструкции,

2. наличие крепления  подключаемых кабелей и заземления (если требуется),

3. удобство обслуживания  и внесения изменений в структуру  сети,

4. возможность расширения  сети,

5. удобство доступа  к волокнам и кабелям, когда  их число приближается к максимальной  емкости распределительного устройства,

6. возможность блокирования  доступа (если требуется),

7. совместимость с  конкретными коннекторами.

 

 

 

 

 

5. РАСЧЁТ БЮДЖЕТА МОЩНОСТИ

5.1. Затухание сигнала

Под затуханием сигнала  понимают уменьшение его оптической мощности при распространении по оптическому волокну. Затухание  измеряется в дБ/км. На затухание  света в волокне в основном влияют такие факторы как потери на поглощение и потери на рассеивание. Поглощение в оптическом волокне может быть собственным и примесным. Собственное поглощение обусловлено поглощением кварца в инфракрасной (ИК) и ультрафиолетовой (УФ) областях спектра, а примесное - наличием примесей в волокне. Среди примесей, вызывающих наибольшее затухание, выделяют ионы OH (гидроксильные группы). Из-за малых (микроскопических) изменений плотности и, следовательно, изменений показателя преломления материала волокна свет, распространяющийся в определенном направлении, может распределяться (рассеиваться) в разных направлениях, в том числе и в обратном. Это приводит к появлению рассеянного излучения и, следовательно, к потерям. Даже при отсутствии затухания за счет поглощения в волокне всегда будет присутствовать затухание, обусловленное рэлеевским рассеянием, которое составляет приблизительно 0,16 дБ/км на длине волны 1550 нм. Зависимость затухания от длины волны для плавленого кварца приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Зависимость коэффициента затухания кварцевого волокна от длины волны и используемые окна прозрачности.

 

Как видно из рис. 5.1., величина затухания минимальна в диапазоне длин волн 800...1700 нм. Поглощение в УФ области на более коротких длинах волн и в ИК на более длинных резко увеличивают затухание.

В системах связи используются три диапазона длин волн или так  называемые окна прозрачности:

• Окно прозрачности 850 нм
• Окно прозрачности 1300/1310 нм
• Окно прозрачности 1550 нм

Рабочие окна для многомодовых волокон 850 и 1300 нм, для одномодовых – 1310 и 1550 нм. Одномодовые волокна с низким водяным пиком (ITU-T G.652.D) могут использоваться также при работе на длинах волн в интервале между 1310 и 1550 нм, одномодовые волокна с ненулевой смещенной дисперсией (ITU-T G.656) - на длинах волн L-диапазона (свыше 1550 нм). L-диапазон также показан на рис. 5.1. Области длин волн, на которых могут использоваться одномодовые волокна, поделены еще более плотно на следующие диапазоны:

O-диапазон:  1260 …1360 нм

E- диапазон:  1360 …1460 нм

S- диапазон :  1460 …1530 нм

C- диапазон:  1530 …1565 нм

L- диапазон:  1565 …1625 нм

(U- диапазон: 1625 …1675 нм)

Пик затухания, обусловленный  наличием гидроксильных групп, находится  между окнами 1310 нм и 1550 нм и называется водяным пиком. У одномодового волокна с низким водяным пиком (LWP) значение затухания на пике так мало, что это волокно может использоваться даже на длинах волн, соответствующих водяному пику. В соответствии с рекомендациями ITU-T G.652.D значение затухания на длине волны 1383 нм такое же или даже ниже, чем нормированное значение для длины волны 1310 нм.

Кривая затухания для  одномодового волокна с низким водяным пиком представлена на рис. 5.2., где также показаны O, E, S, C и L - диапазоны.

Рис. 5.2. Зависимость коэффициента затухания одномодового волокна с низким водяным пиком (ITU-T G.652.D) от длины волны.

Дополнительное затухание  может быть вызвано макроизгибами (с радиусом изгиба >> 1 мм) и микроизгибами (с радиусом изгиба < 1 мм), а также радиоактивным излучением. Эти факторы, приводящие к дополнительному ослаблению сигнала, должны быть минимизированы или полностью исключены при разработке конструкции кабеля и при последующей его прокладке и монтаже.

5.2. Расчеты затухания

Выбор системы передачи определяет максимально допустимое затухание между передатчиком и приемником. Так называемый бюджет затухания представляет собой сумму всех потерь, которые возникают на участке оптической сети доступа между передатчиком и приемником. Рассмотрим следующие источники потерь:

• Полное затухание в оптическом волокне. Оно зависит от коэффициента затухания волокна (дБ/км) на определенной длине волны и от его полной длины (км)
• Полные потери в сростках. Они зависят от потерь в каждом сростке (дБ) и от их общего количества.
• Полные потери в соединителях. Они зависят от потерь в каждом соединителе (дБ) и от их общего количества.
• Потери в разветвителях волокон (например, в пассивных оптических сетях (PON) или в сетях кабельного телевидения). Эти потери зависят от коэффициента разветвления и возрастают примерно на 3,5 дБ каждый раз, когда сигнал делится пополам.

Из всего вышесказанного следует, что максимально допустимые потери или бюджет затухания не могут  превышать некоторой величины. Следовательно, и длина линии, и коэффициент разветвления также ограничиваются бюджетом затухания. Следует заметить, что в пассивной оптической сети потери разветвления часто имеют значительную величину и могут превышать половину бюджета затухания.

Другой фактор, ограничивающий длину оптической линии связи и максимальную скорость передачи - это дисперсия. Однако при расчете допустимого расстояния для системы передачи в оптической сети доступа обычно учитывают только бюджет затухания, т.к. именно затухание, а не дисперсия является главным ограничивающим фактором.

Необходимо проводить  расчеты полного затухания для  каждого отдельного волокна (линии) и сравнивать результаты с максимально  допустимым затуханием. Эти расчеты  проводятся на стадии проектирования оптической сети доступа.

 

 

 

3. Расчёт затухания для максимально отдалённого дома

Таблица 5.1. Расчёт затухания

Расчёты затухания Тип волокна: G.652 ITU-T D		Единица измерения	Длина волны, нм
			1310	1550
1	Коэффициент затухания  волокна	дБ/км	0,40	0,25
2	Хроматическая дисперсия	пс/нм км	3,50	18,0
3	Длина линии	км	5,5	5,5
4	Вносимое волокном затухание	дБ	2,20	1,4
5	Средние потери в сростке	дБ	0,05	0,05
6	Количество сростков	шт.	4	4
7	Суммарные потери в сростках	дБ	0,20	0,20
8	Потери в сростках при ремонте	дБ	1,0	1,0
9	Эксплуатационный запас	дБ	3,0	3,0
10	Средние потери в соединителях	дБ	0,30	0,30
11	Количество соединителей	шт.	4	4
12	Суммарные потери в соединителях	дБ	1,20	1,20
13	Потери разветвления 1: 32	дБ	17,5	17,5
14	Общие потери в линии  связи	дБ	25,1	24,3
15	Допустимые потери	дБ	26,0	24,5
16	Остаточный запас по затуханию	дБ	0,9	0,2