Существует несколько способов построения пассивной оптической (PON) сети в коттеджном поселке. Каждая из схем построения PON имеет свои достоинства и недостатки, которые мы и рассмотрим. Для начала следует определить для себя понятие коттеджного поселка и основных его характеристик. Среди ключевых особенностей можно выделить:

• Поселок представляет собой большое количество (порядка 100) зданий, расположенных на ограниченной территории (1 км 2);
• Расстояние между зданиями в среднем 30 м, в каждом доме находится клиент (исключение - составные дома, которые можно считать отдельными зданиями);
• Здания выстроены вдоль дороги.

Построение PON методом задувки оптического волокна в микро трубки.

В этом случае выполняется следующая последовательность действий:

• строится кабельная канализация диаметром 50 мм
• прокладывается кабель из микро трубок

Кабель из микро трубок по конструкции напоминает обычный, но вместо оптических волокон или медных пар он имеет несколько микро трубок. Этот кабель может прокладываться в кабельную канализацию при помощи УЗК или других доступных способов.

• производится ответвление микро трубок при помощи Y- ответвителей, в которых микро трубки герметически соединяются между собой. Отдельная микро трубка заводится в помещение абонента.
• в микро трубку производится задувка нужного клиенту количества оптических волокон.

Видео 1 - демонстрация способа задувки оптического волокна в микро трубку

Оптическое волокно, которое задувается в микро трубки имеет шероховатую поверхность. Скорость движения потока воздуха возле гладких стенок трубки выше, чем возле шероховатого волокна, в результате чего последнее смещается в центр трубки и перемещается в таком положении не цепляясь за стенки трубки. Мощности компрессора и шуруповерта вполне достаточно для задувки волокна на расстояние 500 - 600 м. Это идеально для построения PON сети в коттеджном поселке описанного типа.

К сожалению, описанный способ построения PON сети не сильно популярен из-за высокой стоимости работ и оборудования. Вместе с тем ожидается, что технология будет дешеветь и станет более популярной.

Более популярными являются методы использующие стандартный оптоволоконный кабель и разветвительные муфты.

Построение PON сети в коттеджном поселке с использованием кабельной канализации.

Данный метод подразумевает использование уже имеющейся или построение кабельной канализации диаметром 50 мм, и включает в себя следующие этапы:

• протяжка оптоволоконного кабеля в кабельную канализацию

Этот метод удобно использовать в случае, если в коттеджном поселке имеется кабельная канализация. Экономия средств в данном случае достигается также благодаря новейшей практике, позволяющей извлечь одно или несколько волокон из оптического модуля, не повреждая остальные. В этом случае один модуль разрезается вдоль при помощи специального и из него извлекается нужное количество волокон. К этим волокнам подвариваются абонентские кабели, которые выводятся из муфты и прокладываются в помещения абонентов. Целостность остальных волокон и модулей не нарушается. Они укладываются в виде кольца запаса в муфту и закрепляются стяжками.

В случае отсутствия в коттеджном поселке кабельной канализации, прибегают к еще более простому способу построения сети.

• прокладка бронированного оптического кабеля при помощи кабелеукладчика
• установка разветвительных муфт и проведение монтажа
• подведение абонентского кабеля от муфты в помещение абонента

Этот способ на первый взгляд - самый простой в монтаже. Вместе с тем он требует наличия кабелеукладчика и согласования проведения земляных работ. Кроме того, он неудобен в эксплуатации, потому как для доступа к муфте придется ее сначала откопать.

Строительство любой компьютерной сети, вне зависимости от её размеров, должно начинаться с разработки проекта. Без проекта монтажники вряд ли начнут прокладку ВОЛС, т.к. это чревато большим количеством ошибок. Грамотно составленный проект сети позволит свести к минимуму финансовые и временные затраты на монтажные работы, а в случае с PON-ом - минимизировать суммарное затухание, что для пассивных оптических сетей является крайне важным показателем.

Если перед Вами стоит задача нарисовать проект PON сети, но Вы не знаете, с чего начать, - данная статья специально для Вас. В ней мы постараемся описать алгоритм разработки проектов PON сетей и указать на ключевые моменты этого процесса.

1. ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектирование PON сети можно чётко разделить на 3 этапа:

ЭТАП I . Сбор исходных данных

• Карта района с адресным планом жилых домов;
• Схемы / планы / чертежи существующих кабельных канализаций и опор ЛЭП.

ЭТАП II . Анализ исходных данных и составление концепции проекта

• Определение процента проникновения (процент охвата абонентов);
• Определение топологии сети;
• Выбор места размещения оптических узлов со сплиттерами;
• Определение оптимальной схемы трассировки кабелей;
• Выбор максимальной ёмкости кабеля с учётом резервных волокон;
• Расчёт оптического бюджета потерь.

ЭТАП III . Разработка проектной документации

• Разработка структурной схемы сети;
• Разработка схемы трассировки кабелей на местности;
• Разработка схемы размещения оптических узлов со сплиттерами на местности;
• Разработка схемы кроссировки волокон в оптических узлах;
• И многое другое…

В рамках данной статьи мы рассмотрим ЭТАП I и ЭТАП II , т.к. они затрагивают большинство типичных вопросов, возникающих у новоиспечённых PONинженеров.

2. СБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Для реализации качественного PON проекта карта района, где предполагается развернуть PON сеть, должна быть максимально детализирована - это избавит проектировщика от лишней головной боли и возможных ошибок. По сути для начала работы над проектом инженеру необходим план застройки выбранного микрорайона с адресным планом и схемой коммуникаций (кабельные канализации или опоры ЛЭП). Как правило, все эти документы можно получить в местных административных органах, однако для этого придётся оббивать пороги десятка различных ведомств.

Поэтому многие проектировщики пытаются облегчить себе жизнь и в качестве плана для будущего проекта используют снимки со спутников. Конечно, топографические снимки, которые предлагает Google.Maps или Яндекс.Карты, можно использовать, однако далеко не всегда, т.к. они обладают рядом недостатков:

• Снимки городов обновляются достаточно редко, а снимки сёл / деревень / ПГТ ещё реже, поэтому такие снимки не отображают реальный план застройки;
• Как правило, на снимках сёл / деревень / ПГТ отсутствуют обозначения домов и дорог;
• По таким снимкам невозможно определить схему коммуникаций.

Существует ещё один вариант получения плана застройки — заказать этот план у коммерческих картографических компаний (например, OpenStreetMap, VISICOM, 2GIS …), однако такое удовольствие стоит дорого. Более того, полученные по итогу векторные цифровые карты всё равно не будут содержать схемы коммуникаций.

В любом случае, какой способ получения исходных данных Вы бы не выбрали, необходимо обойти район будущей сети, т.к. одно дело проложить кабель по опорам на бумаге, и совсем другое - приехать на местность и обнаружить, что опор там нет.

3.ПРОЦЕНТ ПРОНИКНОВЕНИЯ

Процент проникновения (PP — percent of penetration) или, как его ещё называют, процент охвата абонентов является краеугольным камнем любого проекта компьютерной сети. Разумеется, что перед началом проектирования сети доступа, необходимо определить, сколько потенциальных абонентов готово к ней подключиться. Их количество зависит от многих факторов:

• Присутствие других Интернет Сервис Провайдеров (ISP) в данном районе, подключающих абонентов по технологии PON/ FTTx (провайдеры беспроводного / радио / мобильного Интернета не в счёт);
• Тип домовладений: дачный кооператив, частные дома сельского / городского типа, коттеджный посёлок;
• Стоимость подключения / тарифные планы / абонентская плата.

Если Вы — PON провайдер, который «в одиночку» (без конкурентов) решили осваивать частный сектор, то можете рассчитывать в среднем на 40-60% подключений. Для дачных кооперативов эта цифра скорее всего упадёт до 20-30% и будет иметь сезонную зависимость, т.к. круглый год на дачах почти никто не живёт. Поэтому провайдеры, как правило, обходят дачные кооперативы стороной. Совсем другое дело - коттеджные посёлки. Здесь живут абоненты с достатком выше среднего, поэтому процент проникновения может достигать 80-100% .

Однако PON, в отличии от FTTx, считается не столько процентом проникновения, сколько количеством задействованных EPON портов OLT-а. Что имеется в виду? Допустим, Вы решили построить PON сеть в посёлке на 340 домов, из которых, по Вашим оценкам, к Интернету захотят подключиться 50% (170 домов). Перед Вами стоит задача приобрести головную станцию (OLT), который смог бы обеспечить такое количество подключений. У большинства современных OLT-ов коэффициент ветвления составляет 64, т.е. к одному EPON порту можно подключить до 64 абонентских устройств (ONU). Исходя из этого, для подключения 170 абонентов нужен OLT c 3 EPON портами; но т.к. таких не производят, придётся приобрести 4х портовый (например, всем известный BDCOMP3310B). Но если на OLT-е задействовать 3 EPON порта, то количество потенциальных абонентов составит 192 (3х64), а следовательно процент проникновения автоматически вырастет с 50% до 56% () . При этом 1 EPON порт OLT-а остаётся незадействованным. Его можно оставить в качестве резервного (например, пустить со временем ветку PON-а в соседний посёлок) или использовать в текущем проекте, т.е. “развернуть” сеть на 256 подключений вместо 192 (процент проникновения при этом увеличится до 75% () ).

Строительство сети – затратное мероприятие, поэтому не каждый провайдер может себе позволить построить PON сеть под 100% проникновения, особенно если речь идёт о районе частного сектора на пару тысяч домов. В связи с этим большинство провайдеров проектируют PON сеть под небольшой процент проникновения, но с возможностью дальнейшего масштабирования и наращивания абонентской базы.

При выборе процента проникновения нужно учитывать тот факт, что PON сеть строится на оптических сплиттерах с количеством выходов, кратным степени двойки 1 (). Это обстоятельство является очень важным и диктует определённые условия при выборе процента проникновения. Смысл в том, что в PON-е хорошая масштабируемость достигается только путём удвоения абонентской базы(доказательство этому утверждению будет приведено в 5-ом разделе).

Примечание 1: существуют нестандартные сплиттеры – 1х3, 1х6, 1х12, 1х24, однако они применяются крайне редко, поэтому мы не будем брать их во внимание.

4.ТОПОЛОГИЯ

Итак, после утверждения процента проникновения, начинается более ответственный этап – выбор топологии будущей сети. Этот этап является наиболее интересным для проектировщика, так как один и тот же проект может быть реализован при помощи нескольких разных топологий, каждая из которых будет обладать определёнными преимуществами. Поэтому торопиться с выбором нельзя, т.к. от топологии зависит слишком много: скорость строительства сети, затраты на строительство, скорость подключения абонентов, качество оптического сигнала, возможность быстрого расширения абонентской базы и т.д.

Не смотря на всё разнообразие, основных топологий в PON-е две: шинная и древовидная. Все остальные топологии, так или иначе, являются их производными. На текущий момент развития PONсетей древовидная топология является самой популярной и, можно сказать, традиционной. «Дерево» является простой, гибкой и понятной топологией с большим потенциалом для наращивания абонентской базы, поэтому сначала мы рассмотрим именно эту топологию.

«Дерево»

Напомним, что PON деревья зачастую строятся на PLC сплиттерах, которые каскадом подключаются друг к другу. В зависимости от того, сколько PLC сплиттеров находится в каскаде, различают 1х, 2х, 3х … уровневые деревья (также можно встретить такие выражения как «дерево с 2 узлами каскадирования» или «2х каскадное дерево»). На рисунке 4.1 наглядно представлены несколько деревьев с разным количеством узлов каскадирования.

Рисунок 4.1 – 1х каскадное (А), 2х каскадное (B) и 3х каскадное (C) деревья

Теоретически можно построить дерево с бо́льшим количеством узлов каскадирования (4, 5 и даже 6), но на практике такие схемы не применяются (чуть позже мы объясним почему).

При описании древовидных топологий часто используются такие обозначения как «1х4+1х16» или «1х2+1х4+1х8» и т.д. Это есть ни что иное как обозначение каскада PLC сплиттеров. Например, запись «1х4+1х16» обозначает 2х уровневое дерево с корневым сплиттером 1х4 и абонентскими сплиттерами 1х16.

Часто при описании PON сетей можно встретить такие понятия как «магистральный / распределительный / абонентский участки», «корневой / распределительный / абонентский сплиттеры». Давайте разберёмся, что означают все эти понятия (Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 — Обозначения в PON сети

Примечание 2: Наличие в сети тех или иных участков / сплиттеров обусловлено количеством узлов каскадирования. Например, распределительные сплиттеры встречаются только в схемах с 3 и более узлами каскадирования.

Выбор топологии, как правило, отталкивается от абонентского участка, т.е. сначала определяется тип (ёмкость) абонентских сплиттеров, а уже потом — всех остальных. Выбор ёмкости абонентских сплиттеров определяется одним из следующих критериев:

• скорость / трудоёмкость строительства сети;
• скорость / трудоёмкость подключения абонентов.

Эти критерии тесно связаны между собой и провайдеру приходится делать выбор в пользу одного из них. На примере карты посёлка мы продемонстрируем, как каждый из этих критериев влияет на выбор ёмкости абонентских сплиттеров.

Итак, дана карта частного сектора на 128 жилых домов (Рисунок 4.3). Необходимо составить схему PON сети данного района под 100%-ное проникновение с учётом 2 вышеуказанных критериев.

Рисунок 4.3 — Карта будущей PON сети с указанием потенциальных абонентов

Скорость / трудоёмкость строительства сети

Бывают ситуации, когда провайдеру необходимо построить сеть в максимально сжатые сроки: нужно опередить конкурентов или побыстрей отчитаться перед инвестором о вводе сети в эксплуатацию. Как бы то ни было, ускорить строительство PON сети можно: для этого необходимо использовать абонентские сплиттеры большой ёмкости (например, PLC 1х16).

В этом случае всю карту можно разбить на сектора (по 16 домов в секторе) и в центре каждого сектора установить абонентский сплиттер 1х16 (Рисунок 4.4). Тогда в качестве корневых сплиттеров будут использованы сплиттеры 1х4 (предполагается, что они расположены в серверной, поэтому на карте не отображены). Таким образом, топология сети будет представлять 2х уровневое дерево «1х4+1х16». Для реализации такой топологии провайдеру понадобится 10 сплиттеров (8 абонентских 1х16 и 2 корневых 1х4).

Плюс данного подхода заключается в том, что для реализации проекта провайдеру требуется минимальное количество «пассивки»: сплиттеров, муфт, PON-боксов, а также кабель минимальной ёмкости для магистрального и распределительного участков. Уменьшение количества «пассивки», в свою очередь, позволяет провайдеру сэкономить время и деньги на монтажных работах.

Рисунок 4.4 — Карта сети, разбитая на сектора (по 16 домов в каждом секторе)

На первый взгляд кажется, что данный подход крайне удачный – быстро строим сеть и начинаем подключать абонентов. Однако, как раз на этапе подключения абонентов всплывают все недостатки данного метода. Суть в том, что при низкой плотности застройки часть домов будет находиться на значительном расстоянии от абонентских сплиттеров (200-300 м.). В этом случае провайдеру ничего не остаётся кроме как вести к удалённым абонентам многожильный кабель и «дропать» его по дороге в муфтах или боксах. Конечно, ничего ужасного в этом нет, однако на подключение удалённых абонентов будет уходить слишком много времени, что может негативно сказаться на репутации провайдера.

Скорость / трудоёмкость подключения абонентов

Некоторые провайдеры крайне дорожат своей репутацией, поэтому придерживаются принципа «Будь ближе к клиенту!». Т.е. при поступлении заявки от клиента подключение его дома к сети должно происходить максимально быстро. Если провайдер сообщит клиенту, что «для подключения Вам нужно подождать недельку, пока наши монтажники прокинут до Вашего дома 300 метров оптики по обледенелым столбам», то клиент может вообще отказаться от подключения. Поэтому, чтобы повысить качество обслуживания своих клиентов, провайдер должен устанавливать абонентские сплиттеры на минимальном расстоянии от потенциальных абонентов. Для этого плотность (количество) абонентских сплиттеров должна быть увеличена, а их ёмкость, соответственно, – уменьшена.

Указанному критерию удовлетворяет топология «1х16+1х4» (Рисунок 4.5), т.е. 2х уровневое дерево с корневым сплиттером 1х16 и абонентскими сплиттерами 1х4 (корневые сплиттеры, как и на предыдущей схеме, расположены в серверной, поэтому на карте не обозначены).

Рисунок 4.5 — Карта сети, разбитая на сектора (по 4 домов в каждом секторе)

Мы опять разбиваем карту на сектора и в центре каждого сектора ставим абонентский сплиттер. Но теперь количество секторов в 4 раза больше, чем было при предыдущей топологии – следовательно, клиенты расположены в 4 раза ближе к абонентским сплиттерам. Такой подход позволяет провайдеру подключать абонентов в течение пары часов, т.к. большинство домов находятся в шаговой доступности от сплиттера. Более того, на абонентском участке провайдер может использовать уже готовые дроп-кабели небольшой длины (50-100м.) – это заметно облегчит работу бригаде монтажников.

Однако нужно понимать, что удобству подключения абонентов провайдер противопоставляет скорость строительства сети. И действительно, данный критерий является полной противоположностью предыдущему. Если первый критерий позволял оперативно «развернуть» сеть, используя всего 10 сплиттеров, то в данном случае нам понадобится уже 34 сплиттера (32 абонентских 1х4 и 2 корневых 1х16). Также понадобится больше муфт, PON боксов, большая волоконность распределительного кабеля, больше монтажных работ на этапе строительства сети.

Многие провайдеры пытаются найти компромиссный вариант между предложенными критериями, т.е. добиться оптимальной скорости строительства сети и оптимальной скорости подключения абонентов. Для рассмотренной карты таким оптимальным вариантом является топология «1х8+1х8» (в 80% случаев провайдеры выбирают именно её).

После того как мы выбрали ёмкость абонентского сплиттера, осталось определить количество узлов каскадирования для нашего дерева. Обычно провайдеры используют 2х уровневые деревья: «1х4+1х16», «1х8+1х8» и «1х16+1х4». Использование 3 каскадов сплиттеров в большинстве случаев не нужно и оправдано только тогда, когда есть необходимость жёсткой экономии волокон. Продемонстрируем это на примере (Рисунок 4.6).

Рисунок 4.6 — Карта PON сети (топология «1х16+1х4») с указанием количества задействованных волокон

На рисунке 4.6 показана схема PON сети небольшого посёлка с 64 потенциальными абонентами. На разных участках оптической трассы задействовано разное количество волокон – от 1 до 9. Бо́льшую часть распределительного участка можно покрыть 4х жильным кабелем, однако на некоторых участках придётся проложить 8х и даже 12х жильный кабель. А теперь представьте, что у Вас на складе лежит пара бухт «четвёрки» и нет возможности купить новый кабель. В этом случае можно увеличить число каскадов и тем самым ещё больше сгруппировать сплиттеры. В нашем примере 2х каскадное дерево «1х16+1х4″ превратится в 3х каскадное –»1х4+1х4+1х4». Посмотрим, как изменится волоконность распределительного участка после внедрения третьего каскада (Рисунок 4.7).

Рисунок 4.7 — Карта PON сети (топология «1х14+1х4+1х4») с указанием количества задействованных волокон

Из рисунка видно, что при 3х уровневом дереве количество волокон на каждом из участков не превышает 4. Т.е. даже на такой небольшой схеме мы видим существенную пользу от 3х каскадной схемы – на больших картах экономия волокон будет более ощутима. Тем не менее, если сильно экономить на волоконности кабеля Вы не собираетесь, то использовать 3х каскадную топологию не стоит. На это есть несколько причин:

• Усложняется карта сети, схемы трассировки / кроссировки волокон;
• Увеличивается количество сплиттеров и оптических узлов;
• Усложняется поиск неисправностей в сети;
• Ухудшается качество сигнала (показатели SNRи ORL) 3 за счёт дополнительных переходных искажений;
• Увеличивается оптический бюджет потерь за счёт бо́льшего числа сварок, механических соединений, а также бо́льшего затухания на сплиттерах 4 .

Примечание 3: SNR (S ignaltoN oiseR atio) — соотношение «сигнал/шум» ; OLR (O pticalR eturnL oss) – соотношение «исходный сигнал/отражённый сигнал» . Чем эти показатели выше, тем «чище» сигнал.

Примечание 4: Затухание сплиттера 1хNвсегда меньше, чем затухание пары сплиттеров 1xY+1xZ, где Y*Z=N. Другими словами, сплиттер 1х16 вносит меньше затуханий, чем каскад из пары сплиттеров 1х4 (13.6 dBпротив 14 dB).

Именно из-за всех вышеперечисленных недостатков схемы с 3 каскадами не получили широкого распространения, а схемы с более чем 3 каскадами вовсе не применяются.

«Шина»

Шинная топология используется провайдерами крайне редко – в основном в тех случаях, когда необходима жёсткая экономия волокон или когда карта местности представлена несколькими крайне протяжёнными улицами (по несколько километров). Существует две классификации шинных топологий: по типу используемых сплиттеров и по степени ветвления. По типу используемых сплиттеров шины делятся на классические и комбинированные (Рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 — виды шинной топологии: классическая (A) и комбинированная (B)

Классическая шина представляет из себя каскад последовательно соединённых не равноплечих FBT сплиттеров 1х2: выход с меньшим затуханием соединяется с магистралью, а к выходу с бо́льшим затуханием подключается абонент. Шина в классическом виде никогда не применяется, т.к. подключить последовательно 64 FBT сплиттера и при этом сохранить достаточную мощность сигнала для каждого абонента невозможно. Поэтому всегда используется комбинированный вариант шины 5: к выходу FBT сплиттера с бо́льшим затуханием подключается не абонент, а PLC сплиттер. Таким образом, в классической шине используются только FBT сплиттеры, а в комбинированной шине – FBT и PLC 6 .

Примечание 6: Вместо PLC сплиттеров можно использовать FBT сплиттеры 1хN (N≥4), но в этом нет особого смысла, т.к. PLC сплиттеры имеют более равномерное затухание на всех выходах, а также меньшие габариты и чуть меньшую стоимость.

По степени ветвления шины делятся на линейные и нелинейные (Рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 — виды шинной топологии: линейная (A) и нелинейная (B)

Линейная шина строится на не равноплечих FBT сплиттерах 1х2, последовательно подключенных друг за другом, и напоминает ёлочную гирлянду. Нелинейная шина строится на тех же сплиттерах, но имеет хотя бы 1 узел ветвления, поэтому больше похоже на дерево.

При описании шинной топологии используется примерно та же терминология, что и при описании древовидной. Отличие заключается лишь в том, что у шины в принципе нет распределительного участка – есть магистральный участок (каскад FBT сплиттеров) и абонентский участок. Соответственно в описании шинной топологии отсутствуют такие понятия как распределительные и корневые сплиттеры – есть только магистральные сплиттеры (FBT) и абонентские (PLC).

Среди PON-щиков принято использовать шину только в тех случаях, когда нужно проложить сеть вдоль длинной улицы, на которой нет ответвлений. На самом деле, построить шину при квадратно-гнездовом способе расположении домов тоже можно, однако это не всегда целесообразно. Представьте, что Вы купили недостроенную сеть с уже проложенным кабелем. Само собой, Вам захочется оставить всё как есть и не трогать кабельную инфраструктуру. Но может так случиться, что волоконности имеющегося кабеля для древовидной топологии не хватает – вот тут шинная топология окажется как нельзя кстати.

При рассмотрении древовидной топологии мы говорили о 2 критериях, которые применяют провайдеры при выборе абонентских сплиттеров: скорость строительства сети и скорость подключения абонентов. Проектирование шинной топологии также начинается с абонентского участка, поэтому указанные критерии здесь вполне применимы. Если необходимо построить сеть максимально быстро, то, как и в случае с деревом, провайдер может использовать схему cабонентскими сплиттерами большой ёмкости (например, «4FBT+1×16»: 4 последовательно соединённых FBTсплиттера, к абонентскому выходу которых подключается PLC 1×16) 7 . Если провайдер хочет быстро подключать абонентов, то тогда он использует схему «16FBT+1×4». Компромиссным вариантом для представленных схем является топология «8FBT+1×8».

Примечание 7: В шинной топологии количество FBTсплиттеров на 1 меньше чем PLC. Это обусловлено тем, что в предпоследнем оптическом узле принято устанавливать FBT50/50 и к обоим его выходам подключать абонентские PLC сплиттеры. Таким образом, в обозначении «8FBT+1×8» восьмёрка, стоящая перед «FBT», определяет количество оптических узлов в каскаде. При этом в 7 оптических узлах будут установлены и FBTи PLCсплиттеры, а в последнем (8-ом) оптическом узле будет только PLCсплиттер. Для удобства восприятия далее по тексту будем считать, что в каждом оптическом узле расположены и FBTи PLCсплиттеры.

Вернёмся к карте, изображённой на рисунке 4.3, и построим схему данного района под 100%-ное проникновение, используя шинную топологию «8FBT+1×8» (Рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 — карта сети, построенная по шинной топологии «8FBT+1×8»

Экономия волокон, как говорится, на лицо: только на одном отрезке магистрального участка используется 2 волокна, на всех остальных – 1. Тем не менее, у шинной топологии есть 2 очевидных недостатка. Во-первых, шина плохо масштабируется, т.е. быстро увеличить абонентскую базу не получится (об этом мы подробнее поговорим в следующем разделе). Во-вторых, шинная топология усложняет поиск неисправностей в сети. Допустим, какая-то ONU вышла из строя и постоянно светит в сеть на 1310 нм. Чтобы найти источник «засвета» в 2х уровневом дереве ремонтной бригаде необходимо провести замеры сигнала всего в 2 оптических узлах: корневом и абонентском. В случае с шиной ремонтной бригаде придётся проверять все оптические узлы по очереди, пока источник «засвета» не будет найден.

5.РЕТОПОЛОГИЯ

Данный раздел не имеет непосредственного отношения к этапам проектирования сети, однако информация, приведённая здесь, крайне полезна при выборе топологии и процента проникновения будущей сети. Под ретопологией мы будем понимать процесс изменения топологии сети для увеличения абонентской базы. Тем провайдерам, которые сразу проектируют сети под 100%-ное проникновение, данный раздел будет не интересен, т.к. ретопология их сетям со временем не понадобится. Однако для большинства PON провайдеров, которые не могут позволить себе такую роскошь, как 100%-ный охват абонентов, раздел будет полезен.

Чтобы быстрей вникнуть в суть проблемы, давайте сразу перейдём к примерам. Есть посёлок на 512 домов, из которых провайдер хочет подключить 50% – 256 домов. В качестве головной станции был выбран всем полюбившийся OLTBDCOMP3310Bна 4 EPON порта (коэффициент ветвления 1:64), из которых задействуются все 4. На рисунке 5.1 представлена упрощённая схема сети через пару месяцев после запуска (чтобы не загромождать рисунок, на схеме отображены только 2 поддерева из 4). Для проекта выбраны 2 древовидные топологии: «1х16+1х4» (первое поддерево) и «1х2+1х8+1х4» (второе поддерево). Это сделано специально, чтобы в последствии определить, какой из вариантов лучше подходит для ретопологии.

Рисунок 5.1 — упрощённая схема проекта с указанием количества подключённых к каждому сплиттеру абонентов

На каждом сплиттере указано количество подключённых к нему абонентов, из чего видно, что абоненты разбросаны по карте достаточно хаотично: некоторые абонентские сплиттеры заняты полностью, а к некоторым не подключен ни один абонент. Если в секторе, который обслуживается полностью заполненным сплиттером 1х4, появятся новые клиенты, то провайдер столкнётся с проблемой: с одной стороны, 64 абонентов на порту ещё нет, поэтому подключать новых абонентов можно, а с другой стороны, – некуда (все выходы сплиттера заняты).

У провайдера есть 2 пути выхода из положения. Если динамика роста абонентской базы высокая (другими словами, если много заявок на подключение), то ретопологии сети не избежать. Если же заявок мало и в ближайшее время приток новых абонентов не предвидится, то можно обойтись без ретопологии. Как? – Установить абонентский сплиттер бо́льшей ёмкости. В нашем случае, если абонентский сплиттер 1х4 занят, то его можно заменить сплиттером 1х8. ВНИМАНИЕ! Такой заменой сплиттеров мы делим сигнал на 128 (1х16+1х8)! Данный метод необходимо применять с большой осторожностью. 8 Использование каскада сплиттеров с делением на 128 может пагубно отразиться на мощности сигнала: оптический бюджет потерь может превысить оптический бюджет мощности PON (30 dB). В этом случае ONU будут работать не стабильно или не будут работать вообще.

Некоторые провайдеры, не смотря на предостережения, сразу делят поддеревья на 128 узлов, предвидя сильный разброс абонентов. Такой метод получил название «разведка строительства» (Рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 — упрощённая схема проекта с указанием количества подключённых абонентов (метод «Разведка строительства»)

Данная схема ничем не отличается от схемы, показанной на рисунке 5.1, кроме абонентских сплиттеров. И первое и второе поддерево в текущей схеме поделены не на 64, а на 128 узлов: топологии «1х16+1х8» и «1х2+1х8+1х8» соответственно. Заметьте, что число абонентов на порт не превышает 64, но при этом есть возможность подключать абонентов где угодно и не беспокоиться о том, что ёмкости абонентского сплиттера не хватит, т.к. суммарная ёмкость абонентских сплиттеров обеспечивает 100%-ное проникновение.

Такой подход, конечно, рискованный (может не хватить оптического бюджета), однако он позволяет сэкономить на OLT-ах при низком стартовом бюджете проекта, и при этом учесть неравномерную плотность абонентов на разных участках карты.

Вернёмся к основной теме нашего раздела (ретопологии) и снова обратимся к схеме, изображённой на рисунке 5.1. Допустим, что провайдер ошибся с выбором процента проникновения, т.к. все поддеревья уже почти заполнены, а заявки на подключение продолжают поступать в большом количестве. Чтобы продолжать подключать новых, абонентов провайдеру необходимо масштабировать свою сеть под больший процент проникновения; при этом масштабирование должно проходить максимально быстро, чтобы текущие абоненты не жаловались на постоянные ремонтные работы и отсутствие Интернета.

Как уже отмечалось в 3-ем разделе, масштабирование сети проходит наиболее эффективно при удвоении абонентской базы. Это наглядно продемонстрировано на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 — варианты ретопологии методом удвоения

При помощи простой ретопологии, построенной на замене абонентских и корневых сплиттеров, мы добиваемся удвоения процента проникновения. При этом замена может происходить не сразу, а в 2 этапа:

1) Замена корневого сплиттера 1хN на 2 сплиттера 1х;

2) Замена абонентских сплиттеров 1хN на сплиттера 1х2N.

Если какое-то из поддеревьев OLT-а насыщено (достигло 64 абонентов) или приближается к насыщению, а заявки на подключение ещё есть, то можно сначала заменить корневые сплиттеры, а абонентские сплиттеры менять потом, по мере необходимости. 9 Это позволяет свести к минимуму неудобства текущих абонентов во время проведения ремонтных работ.

Примечание 9: Нужно понимать, что заменяя 1 корневой сплиттер на 2, мы увеличиваем количество поддеревьев – следовательно, понадобится ещё один свободный EPON порт (а если его нет, то новый OLT).

Стоит обратить внимание, что приведённые на рисунке 5.3 варианты ретопологии не затрагивают схему трассировки волокон – она остаётся прежней (правда, схему кроссировки в оптических узлах придётся слегка подправить из-за увеличения количества корневых сплиттеров). Нужно учитывать, что любое масштабирование сети предусматривает наличие резервных волокон – в приведённых схемах резерв волокон необходим только на магистральном участке.

Существует ещё одна интересная и довольно популярная схема ретопологии (Рисунок 5.4). В отличии от схем, продемонстрированных на рисунке 5.3, здесь корневой сплиттер не заменяется парой других сплиттеров, а просто удаляется. Таким образом, на первом этапе мы превращаем 3х каскадное дерево в пару 2х каскадных, а на втором этапе производим замену абонентских сплиттеров. Стоит отметить, что в данном варианте ретопологии в качестве корневого сплиттера может использоваться только сплиттер 1х2; причём, его желательно устанавливать непосредственно в серверной (рядом с OLT-ом) – тогда «разделение деревьев» будет проходить максимально быстро.

Рисунок 5.4 — вариант ретопологии методом удвоения

Вооружившись несколькими вариантами схем ретопологии, можно вернуться к рассмотрению рисунка 5.1 и определить, топология какого поддерева позволит удвоить абонентскую базу наиболее быстро и с минимальными трудозатратами. Ответить на этот вопрос однозначно достаточно сложно, т.к. для обоих поддеревьев процесс ретопологии потребует минимум монтажных работ, однако ретопология второго поддерева пройдёт немного быстрей. Это произойдёт потому, что корневой сплиттер второго поддерева находится в серверной (по крайней мере, должен находиться), а монтажные работы в помещении всегда проходят быстрее, чем «в поле».

Пару слов стоит сказать о ретопологии шины. В отличие от дерева, масштабировать шину под бо́льший процент проникновения немного сложнее. Допустим, у нас есть шина, построенная по топологии «16FBT+1×4» (процент проникновения = 50%) и её необходимо перестроить под 100%-ное проникновение (Рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 — ретопология шины «16FBT+1×4» в 2 шинs «8FBT+1×8»

Как мы видим, ретоплогия шины займёт значительно больше времени, чем ретопология дерева. На первом этапе ретопологии дерева необходимо заменить только корневой сплиттер; здесь же приходится менять половину каскада FBT сплиттеров. Кроме того, в дереве резерв волокон осуществлялся на небольшом по протяжённости магистральном участке (от OLT-а до корневого сплиттера); в случае с шиной резервное волокно приходится «протягивать» через полкарты – это заметно увеличивает кабельную инфраструктуру.

6.ТРАССИРОВКА ВОЛОКОН И ВЫБОР ЁМКОСТИ КАБЕЛЯ

Давайте на время вернёмся к рисунку 4.3, как к отправной точке проектирования, и проанализируем, какие шаги мы (как провайдер) уже сделали и какие шаги предстоит сделать для завершения проекта.

В самом начале мы имеем лишь карту местности с обозначениями домов. Исходя из своих предположений о платёжеспособности населения (или других критериев), мы выбираем процент проникновения будущей сети. Затем мы определяем концепцию строительства: «Строим быстро, подключаем медленно» или «Строим медленно, подключаем быстро» или компромиссный вариант. На основании намеченной концепции и плотности размещения потенциальных абонентов мы выбираем ёмкость абонентских сплиттеров. Исходя из ёмкости абонентских сплиттеров и процента проникновения, мы делим карту местности на равные секторы 10 и в центре каждого сектора устанавливаем абонентский сплиттер.

Примечание 10: Под равенством секторов подразумевается, что в каждом секторе находится одинаковое количество домов.

Остаётся выбрать окончательную топологию сети (2-3х каскадное дерево или комбинированная шина). В случае с деревом мы выбираем место на карте для размещения корневых и распределительных сплиттеров. В случае с шиной этого делать не нужно, т.к. магистральные FBT и абонентские PLCсплиттеры территориально находятся рядом друг с другом (чаще всего в одном и том же PONбоксе). Результатом проделанной работы будет являться схема, представленная на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 — схема сети с размеченными секторами и с расставленными сплиттерами

Невооружённым глазом видно, что на схеме отсутствует кабельная инфраструктура. Наша задача – выбрать пути прохождения кабеля, а также определить его волоконность на разных участках кабельной трассы. Как правило, трассировка кабеля (волокон) на схеме не является творческой задачей, т.к. провайдер ограничен в своих действиях местными условиями: наличием кабельной канализации, осветительных опор, а также разрешением на прокладку кабеля через них. Тем не менее, следует придерживаться пары рекомендаций при трассировке кабеля на схеме.

Трассировку нужно производить таким образом, чтобы волокна магистрального, распределительного и абонентского участков по возможности не пересекались, т.е. находились в разных кабелях, – это позволяет немного уменьшить оптический бюджет потерь за счёт сокращения количества сварок. Зачастую добиться полного разграничения волокон разных участков невозможно, поэтому провайдеры идут на компромисс: магистральные и распределительные волокна помещают в одном кабеле, а абонентские волокна – в отдельном.

Трассировку нужно производить таким образом, чтобы на одном кабеле «висело» как можно меньше сплиттеров – это позволяет уменьшить волоконность некоторых участков, и, что самое главное, – защитить часть абонентов от обрыва кабеля (Рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 — схемы равномерной (A) и не равномерной (B) трассировки волокон

На рисунке 6.2 показаны 2 схемы одного поддерева нашей сети, построенного по топологии «1х8+1х8» с корневым сплиттером, установленным в серверной (рядом с OLT-ом). Рисунок 6.2(A) демонстрирует равномерную трассировку, т.е. распределительные волокна расходятся от OLT-а почти в равных пропорциях (4/3). Это позволяет покрыть практически весь распределительный участок 4х волоконным кабелем (без учёта резервных волокон). 11

Примечание 11: в данном случае «четвёрки» не хватит только на одном небольшом участке между OLT-ом и первым оптическим узлом – там нужно будет проложить «восьмёрку».

На рисунке 6.2(B) показана не равномерная трассировка: распределительные волокна расходятся от OLT-а в разных пропорциях (6/1). При такой схеме «восьмёрку» придётся прокладывать уже не на одном, а на трёх участках (подразумевается, что 5х и 6х волоконных кабелей не существует).

Допустим, на участке, обозначенном на обеих схемах (Рисунок 6.2(A,B)) красным кругом, произошёл обрыв кабеля. В этом случае при равномерной трассировке произойдёт отключение 4 сплиттеров, а при не равномерной – 6 сплиттеров. Стоит отметить, что приведённый пример является не совсем типичным, т.к. корневой сплиттер расположен не в центре поддерева. Равноудалённое расположение сплиттера от группы подключённых к нему сплиттеров обеспечивает более оптимальную трассировку кабеля (волокон).

Рисунок 6.3 демонстрирует упрощённую схему сети с проведённой трассировкой волокон. Упрощение заключается в том, что на схеме не отображены абонентские волокна, а также на схеме отсутствует градация волокон по цветам.

Рисунок 6.3 — готовая схема сети с указанием количества распределительных и магистральных волокон

Суть в том, что на данном этапе нам абсолютно всё равно, какого цвета волокно идёт в ту или иную сторону – цветовая градация волокон будет иметь значение только на третьем этапе проектирования при составлении проектной документации. Пока же нам важно знать, сколько на том или ином участке оптической трассы задействовано магистральных и распределительных волокон. Сумма этих волокон позволит нам определить минимальную волоконность участка кабеля, т.е. количество волокон без учёта резерва.

Резервирование волокон является обязательным для построения качественной и надёжной сети. Количество резервных волокон в большей степени зависит от процента проникновения, а также от участка сети, через который проходит кабель. Например, если провайдер построил сеть под 100%-ное проникновение, то ему нет смысла закладывать большое количество резервных волокон, – максимум 1-2 волокна в качестве эксплуатационного резерва. Если же сеть построена под небольшой процент проникновения, то необходимо также предусмотреть резерв под масштабирование сети. Существует несколько негласных правил, определяющих процентное соотношение резервных волокон по отношению к основным для разных участков сети:

• Магистральный участок: 50-100%
• Распределительный участок: 20 —50%
• Абонентский участок: 0-20%

В любом случае при выборе количества резервных волокон провайдер не должен следовать каким-то правилам, а должен исходить из реалий своей сети.

7. РАСЧЁТ ОПТИЧЕСКОГО БЮДЖЕТА ПОТЕРЬ

Наступает самый ответственный момент – мы должны убедиться, что спроектированная сеть отвечает требованиям PON системы по затуханию. Другими словами, нам необходимо определить, не вышли ли мы за рамки оптического бюджета в 30 dB 12 .

Примечание 12: используя SFPOLT модули стандарта PX30 или PX40, можно добиться увеличения оптического бюджета PON сети до 33-35 dB.

На самом деле, считать оптический бюджет потерь на последнем шаге проектирования является плохим тоном – грамотный проектировщик при первом взгляде на карту должен примерно определить топологию будущей сети и оценить суммарное затухание сигнала между её конечными узлами. Повторный расчёт бюджета потерь на завершающем этапе проектирования нужен лишь для документирования сети и для получения более точных результатов.

Более того, для грубой оценки бюджета потерь проектировщику не нужно знать даже топологию – достаточно иметь информацию о размерах будущей сети и месте расположения OLT-а. Иными словами, проектировщика больше интересует не сама топология, а длина магистрального и распределительного участков. Почему же топология не так важна при грубой оценке оптического бюджета потерь? Всё дело в том, что проектировщик должен обладать достаточным количеством статистических данных и должен знать максимальное затухание любого каскада сплиттеров. Продемонстрируем это на примере – возьмём самые распространённые топологии и для каждой посчитаем суммарное затухание сигнала, приходящееся на каждый конечный узел сети.

«Дерево»

Как мы уже говорили, самыми распространёнными древовидными топологиями являются «1х8+1х8», «1х4+1х16», «1х16+1х4», «1х4+1х4+1х4» и «1х2+1х8+1х4». На рисунке 7.1 представлены схемы данных топологий с указанием суммарных затуханий каскада сплиттеров.

Рисунок 7.1 — Суммарное затухание каскада сплиттеров основных древовидных топологий

При рассмотрении рисунка 7.1 необходимо обратить внимание на следующие моменты:

• на рисунке отсутствует схема топологии «1х4+1х16» – в ней нет необходимости, т.к. по затуханиям она аналогична схеме «1х16+1х4» (от перемены мест сплиттеров в каскаде суммарное затухание не изменится);
• при расчёте суммарного затухания учитывались только потери на сплиттерах (потери сигнала в волокне, а также на сварных и механических соединениях нас в данный момент не интересуют);
• в качестве показателей затуханий сплиттеров использовались максимально допустимые значения, заявленные производителем;
• PLC сплиттеры делят сигнал равномерно, поэтому нет смысла считать затухание для каждой ветки – достаточно сделать вычисления только для одного конечного узла.

Итак, теперь мы знаем, что в худшем случае (при использовании 3х каскадного дерева «1х2+1х8+1х4») мощность сигнала уменьшится на 22.4 dB . При этом запас оптического бюджета составит 7.6 dB (30-22.4) .

«Шина»

Как уже отмечалось ранее, шинная топология в чистом виде не используется, поэтому здесь мы будем рассматривать исключительно линейные комбинированные шины, а именно «4FBT+1×16», «8FBT+1×8» и «16FBT+1×4» (Рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 — Суммарное затухание каскада сплиттеров основных шинных топологий

Рисунок 7.2 достаточно наглядно демонстрирует недостатки шинной топологии, вызванные использованием не равноплечих FBT сплиттеров:

• значительный разброс значений (причём, чем длиннее каскад сплиттеров, тем больше разброс);
• необходимость рассчитывать затухание для каждого узла в отдельности.

Из рисунка 7.2 видно, что максимальное суммарное затухание сигнала 22.06 dB имеет шинная топология «16FBT+1×4». При использовании этой топологии запас оптического бюджета составит 7.94 dB (30-22.06) . Таким образом, проектировщик знает, что какую бы топологию он не выбрал (дерево или шину), суммарное затухание сигнала на каскаде сплиттеров не превысит значение 22.4 dB .

Для получения более точной оценки суммарного затухания проектировщику также необходимо оценить потери на сварных и механических соединениях. Но прежде чем это сделать, нужно выбрать схему «включения» сплиттеров, т.е. как сплиттер будет соединён с оптической трассой: при помощи сварок или при помощи коннекторов. Существует несколько вариантов соединения сплиттеров:

Сварной (все выходы сплиттера свариваются с волокном).

• минимальное затухание сигнала;
• максимальные трудозатраты при поиске неисправности в сети.

Механический (все выходы сплиттера соединяются с волокном при помощи коннекторов).

• максимальное затухание сигнала;

Комбинированный (часть выходов сплиттера сваривается с волокном, остальная часть – соединяется коннекторами).

• оптимальное затухание сигнала;
• минимальные трудозатраты при поиске неисправности в сети.

Как показывает практика, провайдеры чаще всего выбирают комбинированный вариант «включения» сплиттеров, т.к. он обеспечивает компромисс между затуханием сигнала и удобством поиска неисправностей в сети. На рисунке 7.3 показаны комбинированный метод «включения» сплиттеров для древовидной и шинной топологий.

Рисунок 7.3 — оптимальные схемы «включения» сплиттеров для древовидной (A) и шинной (B) топологий с указанием мест сварок и механических соединений

Проанализировав рисунок 7.3, можно сделать следующие выводы:

• для древовидной топологии: при прохождении через PLC сплиттер (направление 1) сигнал теряет на сварном и механическом соединениях суммарно 0.55 dB (0.5 + 0.05) 13 ;
• для шинной топологии: при прохождении через FBTсплиттер (направление 2) сигнал теряет на сварных соединениях суммарно 0.1 dB (0.05+0.05) 13 ;
• для шинной топологии: при прохождении через FBT и PLC сплиттеры (направление 3) сигнал теряет на сварных и механических соединениях суммарно 0.6 dB (0.05+0.05+0.5) 13 .

Примечание 13: в качестве показателей затуханий на сварных и механических соединениях использовались максимально допустимые значения (среднее затухание на SCконнекторе составляет 0.35 dB , а затухание на сварке может составлять всего 0.01 dB или даже меньше).

Что это нам даёт? Полученные цифры позволяют сделать оценку затуханий на сварных и механических соединениях для ранее рассмотренных топологий (дерево «1х2+1х8+1х4» и шина «16FBT+1×4»):

• Дерево «1х2+1х8+1х4»: 3*0.55 dB = 1.65 dB
• Шина «16FBT+1×4»: 14*0.1 dB + 0.6 dB = 2 dB 14

Примечание 14: для грубой оценки шины нет необходимости производить расчёт для каждого узла – достаточно сделать вычисления для одного, самого удалённого.

Теперь для указанных топологий мы знаем не только затухание каскада сплиттеров, но и затухание на сварных и механических соединениях. Давайте их просуммируем:

• Дерево «1х2+1х8+1х4»: 22.4 dB + 1.65 dB = 24.05 dB (запас оптического бюджета 5.95 dB )
• Шина «16FBT+1×4»: 22.06 dB + 2 dB = 24.06 dB (запас оптического бюджета 5.94 dB )

Полученные результаты для обеих топологий идентичны и приводят нас к следующему заключению: при использовании любой топологии запас оптического бюджета под прокладку оптического кабеля составит около 6 dB .Именно поэтому проектировщику достаточно знать только длину оптической трассы, чтобы определить, уложится ли он в 6 dB или нет. 15

Примечание 15: на самом деле запас оптического бюджета составит около 3 dB , т.к. проектировщик должен предусмотреть около 3 dB эксплуатационного резерва.

При документировании проекта оптический бюджет потерь должен быть посчитан более точно и для каждого конечного узла сети. Для определения суммарного затухания всех элементов цепи можно воспользоваться формулой, представленной ниже:

A ∑ = α * L ∑ + A W * N W + A C * N C + A S , dB

Оптическая сеть доступа коттеджного поселка, оптическая сеть частного сектора или оптическая сеть дачного товарищества чаще всего использует опоры электросетей 0.4кВ (обычно они совмещены с опорами уличного освещения).

Место между электрическими кабелями и землей, где можно подвесить оптические кабели, ограничено. Также ограничено место и на опоре для проводки кабелей вдоль нее и подвеса оптических узлов. Во многих местах для обслуживания электрических опор используют лазы («кошки») и приставные лестницы, что создает дополнительные трудности для бесконфликтного размещения элементов инфраструктуры сети FTTH на опорах ВЛ 0.4кВ. Кроме того, согласно требованиям ПУЭ все кабели должны быть диэлектрическими.

Предлагаемая кабельная система решает эти проблемы путем создания плотного кабельного жгута методом навивки тонких оптических кабелей на несущий элемент (диэлектрический трос или самонесущий оптический кабель), подвешенный между опорами. Предоконцованные разъемами кабели навиваются специальной навивочной машинкой по мере необходимости (например, при подключении нового абонента) и имеют индивидуальные места завода в жгут и свода с него. Кабельная система, базируясь на тонких кабелях, имеет одни из самых низких цен на компоненты и монтируется практически без сварок. Она пригодна для климата практически во всех регионах России.

Интерактивная схема кабельной системы FTTH для частного сектора

Описание компактной навиваемой оптической кабельной системы воздушной сети FTTH

Как правило, несущий элемент – это магистральный или фидерный самонесущий кабель, обходящий распределительные узлы. На него навиваются распределительные кабели, переносящие оптические порты от распределительного узла (распределительной муфты или распределительного шкафа) на удаленные опоры и дроп кабели для подключения абонентов . На тех участках трасс, где нет самонесущего кабеля, подвешивается диэлектрический трос . Сварка волокон производится только в распределительных узлах и в соединительных или разветвительных муфтах фидерной магистрали, причем для подключения 16 (32) абонентов в распределительном узле достаточно сделать одну сварку, приварив фидерное волокно на порт расширения емкости шкафа. Выходные разъемы сплиттера подключены на кроссовое поле шкафа. В кассетном исполнении сплиттер и кроссовое поле на 16 (32) разъемов, а также оконцованный разъемом вход сплиттера расположены на одной, поставляемой отдельно, кассете. При этом расширение емкости шкафа производится путем установки кассеты и включением ее входного разъема в заранее подключенный к фидеру порт расширения.

Есть несколько типовых вариантов шкафа , например, на 32 порта (базовая кассета на 16 плюс одна кассета расширения на 16) или шкаф с расширением до 48 двумя этапами (базовая кассета на 16 плюс две кассеты расширения на 16). Ближние к шкафу абоненты подключаются непосредственно к шкафу с помощью навивных дроп-кабелей , оконцованных с обеих сторон. Дальние – к муфте выноса портов . Перенос портов выполняется дроп муфтой с подсоединенной бухтой оконцованного навивного распределительного кабеля. Переносится до 8 портов. Муфта монтируется на удаленную опору, кабель навивается до распределительного шкафа и его разъемы подключаются на кроссовое поле шкафа. Остаток кабеля укладывается в место хранения технологических бухт навивного кабеля. И муфты выноса портов, и дроп-кабели, и абонентское оборудование подключаются на разъемных соединениях без сварок.

Кабели спускаются к нижней стенке шкафа в защитном пластиковом футляре, расположенном за шкафом от низа шкафа до верха опоры на уровне расположения оптического жгута. Защитный футляр – это пластиковая напряженная труба с продольным разрезом, которую можно раскрывать и закладывать в нее кабели. Применяется отдельный футляр для фидерных самонесущих кабелей и отдельный футляр для тонких навивных. В футляр Z-образно можно уложить технологический запас фидерного кабеля. Шкаф устанавливается на специальных кронштейнах над футляром, имеющим расширение разреза под шкафом, при этом, выйдя из футляра, кабели сразу вводятся через нижний лючок в шкаф. Муфта выноса портов устанавливается на уровне подвеса кабельного оптического жгута так, чтобы кабели, выйдя из ее нижних портов, сразу попадали на жгут. Муфта также устанавливается на кронштейнах. Другое расположение муфты – в середине опоры. При этом следует установить защитный футляр аналогично варианту для распределительного шкафа.

Навивные кабели фиксируются на несущем элементе с помощью комплектов закрепления . Фиксация производится на концах каждого из пролетов, но для прямых участков допускается фиксация только на концах участка.

Дроп-кабели отводятся к домам непосредственно от жгута (не от опоры!) на расстоянии 0.5-1м от опоры с помощью комплекта отвода , и подвешиваются до дома как самонесущий кабель. Допускается отводить кабели и от опоры. Если расстояние пролета до дома превышает 20м, от опоры или от жгута подвешивается диэлектрический трос и дроп-кабель навивается на него. В случае свободного подвеса дроп-кабеля, на доме устанавливается пружинный анкерный зажим . Зажим предохраняет кабель от запредельных нагрузок при нештатном внешнем воздействии на него с отклонением в середине до 1.5м (для пролета 20м). По внешним стенам дома дроп-кабель прокладывается открыто или в продольно разрезанной защитной ПНД трубке и вводится в дом через ПВХ трубку 16мм. Место ввода находится под коробкой ввода, в которую укладывается технологическая бухта остатка кабеля. После ввода, оптический кабель прокладывается по дому в ПВХ кабельных коробах, или в гофротрубах по штробам, или под плинтусами до оптической абонентской розетки в место установки ONT. Подключение абонента производится общестроительной бригадой из двух рабочих (нет сварок!).

Кабельная система выглядит в пролетах как один кабель, от которого прямо от жгута из пролетов отводятся к домам тонкие дроп-кабели, натянутые «в струнку» пружинными зажимами. Шкафы и муфты не препятствуют подъему на опору в лазах и тем более по приставленной лестнице. Кабельная система совместима с планами энергосбыта по выносу электросчетчиков в шкафы на опоры. Кабели на опоре везде находятся в надежной защите, бухт запаса не видно.

На сегодняшний день единственно правильным способом освоения частного сектора является технология PON . При условии, что в частном секторе больше чем 20-30 абонентов, это самый правильный и уже самый дешевый подход к решению такой задачи. Самые сложные вопросы возникают уже на этапе рождения самой идеи. Выбор производителя? Как спроектировать сеть так, чтобы в будущем было меньше забот и хлопот? Как правильно выбрать пассивное оборудование?

В данной статье мы предлагаем рассмотреть один из подходов к построению сети в частном секторе. Провайдер, который нам помогает в данной статье, пожелал остаться анонимным. При этом его стаж эксплуатации GEPON сети превышает три года.

Начнем с того, что в недалеком прошлом было выбрано станционное и абонентское оборудование производства «Элтекс». На тот момент это решение было самым работоспособным. На высоте техническая поддержка. Многие баги дописывались уже в полевых условиях, но здесь больше плюсов, чем минусов. За непродолжительное время оператор смог добиться той работы оборудования, какая была нужна. Сейчас это уже довольно известный производитель GEPON и GPON оборудования и в дополнительном упоминании не нуждается.

За три года провайдер попробовал множество подходов к построению сети, использовал различный кабель, сплиттеры с разными коэффициентом деления и в разных исполнениях, перебрал пару муфт и, наконец, пришел может не к идеальному, но максимально оптимальному решению.

На станционной стороне располагается оптический линейный терминал OLT LTE-2X или LTE-8X (в зависимости от количества абонентов и расположению ближайшей АТС к ним). Для провайдеров, кто только решает начать использовать технологию, оптимальней взять LTE-2X - здесь есть все, что нужно: два порта PON 2.5G по 64 абонента на порт, а также 4 комбинированных порта 1G c шасси под SFP 1.25G, которые при необходимости можно с агрегировать в один канал. Если же компания уверена в себе и имеет достаточное количество абонентов то, выгодней взять LTE-8X - 8 портов PON общей емкостью до 512 абонентов, уже есть два порта 10G, ну и так же 4 комбо.

Для примера рассмотрим станционный терминал OLT LTE-2X. Наш оператор-консультант использует и LTE-2X и LTE-8X.

При использовании сразу двух портов, их лучше коммутировать на 8-ми портовый кросс с SC/APC-адаптерами. В кросс заходит 8-ми волоконный кабель ОПЦ-8А-4
На всем участке от OLT до drop’a (drop-кабель - последний участок до абонента) используем 8-ми волоконный кабель. Удобно, всегда есть запас, никогда не перепутаешь. Кабель всегда есть на складе у поставщиков. Тут вопросов вообще нет. При желании сэкономить, можно на самом длинном участке использовать ОПЦ-4А-4.

Изначально первый ввод в частный сектор осуществлялся в жилом доме управляющего или в доме охраны, но от такого решения компания решила избавиться. Здесь одни минусы: согласование, расположение в доме, подвод кабеля, вывод кабеля, полноценный доступ к своему шкафчику. Очень неудобно. В век новых технологий, самое правильное здесь — уменьшать размеры пассивного оборудование. А так как из пассивного оборудования только сплиттер, размеры которого сейчас не превышают треть карандаша, все удобно укладывается в одну муфту.

Первую муфту желательно использовать с запасом по количеству входящего и выходящего кабеля. У многих уже сложились свои вкусы на те или иные мутфы, здесь главное, чтобы можно было работать с девятью 8-ми волоконными оптическими кабелями. 8-ми волоконный кабель имеет небольшие размеры и без стального троса легко входит два или три кабеля в один ввод.

Не забываем, что у нас два рабочих волокна в кабеле - две линии PON.

Оптическое деление сигнала в волокне осуществляет пассивный оптический сплиттер. Небольшая конструкция сплиттера позволяет уложить его в ложемент на сплайс-кассете и закрепить монтажными стяжками. У сплиттера один (редко два) вход и восемь выходов. Деление сигнала происходит равномерно на всех абонентов.

(Прим.: Всем абонентам PON - пакеты передаются широковещательно от OLT и воспринимаются в OTN в соответствии с MAC - адресом; на стороне абонентов все ONT синхронизируются от общего времязадающего источника и каждому ONT выделяется определенный временной домен).

Для подключения (до) 64 абонентов на одну линию PON необходима связка из сплиттеров 1/8 плюс еще 8 штук 1/8. Там где плотность домов высокая, рекомендуется использовать оптический бюджет по максимуму и подключать по 64 абонента на ветку. Там, где абонентов не много, можно включать сплиттеры и другого коэффициента деления. Здесь надо ориентироваться по местности.

В первой муфте коммутируем на сплиттер одну жилу от кабеля, пришедшего со станции, и подключаем восемь аналогичных кабелей, которые уже расходятся в нужных направлениях по частному сектору. В первой муфте не предполагается переключение, и в целях экономии бюджета мощности используем сварку волокна. Вторую нетронутую PON - линию можно включить в любой из последующих кабелей, в тот, который ближе всего к следующей части абонентов или туда, где по прогнозам будет больше всего подключений.

На этапе проектирования не возможно на сто процентов знать, где и кто захочет подключится. Со временем могут быть освоены новые участки земель, возведены новые дома и следовательно новые абоненты. Поэтому рекомендуется делать запас кабеля на столбе в таких вот «участках». Тогда можно всегда воткнуть новую муфту и вытащить абонентов или даже отправить одну из жил в другое направление. Запас кабеля в цене ничего не стоит, зато выгоды в перспективе получается гораздо больше от своего рода мобильности в выделении волокон.

Итак, доходим до первых абонентов. И здесь используем унифицированный сплиттер 1/8. Все также, кабель вошел, коммутация со сплиттером и т.п. Рекомендуется на последнем участке использовать специальные муфты FTTH. Данные муфты отличаются своей дешевизной и удобством. Там есть от двух до трех вводов для линейного кабеля и 4/8/16 выводов для кабелей FTTH (или drop - кабелей). А также, в муфте можно использовать сварку или кроссировку разъемными соединениями. В этом случае можно скоммутировать сразу все выводы на кросс-панель. В качестве drop - кабеля используем кабель ОПЦ-4А-4. Сейчас на рынке уже большое множество FTTH кабелей по самым доступным ценам, и использовать их возможно. Но сейчас мы разбираем конкретный кейс, который уже проверен! Кабель ОПЦ-4А-4 удобен в использовании, и при подходе к дому и разводке удаляется стальной прут и можно зайти в помещение. По помещению чаще всего разводка осуществляется по договоренности с абонентом, так как ему будет лучше. К примеру, это может быть переход на патчкорд и установка ONT в любой из комнат.

Перейдем к важным плюсам работы с технологией PON, которые надо учитывать при строительстве. Мы уже рассказали про запас кабеля и мобильное выделение абонентов. Как этого добиться? Благодаря тому, что 8-ми волоконный кабель практически пустой, во второй муфте проще «завернуть» обратно несколько абонентов и выделить их на любой из обратных участках, где заранее сделан запас на столбе. Это важное преимущество, которое экономит достаточно много дорогостоящих ресурсов, которые могут возникнуть при подключении новых абонентов.

Пользуясь этими казалось бы простыми советами можно довольно экономично и качественно построить сеть GEPON (или GPON, кому какая больше нравится) с минимальными вложениями как на начальном этапе, так и на этапе развития сети.

Каждый в праве сам выбирать путь развития своей сети, но наш консультант, используя технологию с пассивным разделением сигнала еще не разу не пожалел. Из названия самой технологии вытекают и ее преимущества. Если учитывать такие моменты, как организация размещения активного оборудования в помещении в частном секторе, заземление по всем стандартам, гарантированное питание и гораздо больше по количеству и наименованию оборудования, то технология PON выше на голову.

Для того, чтобы начать строить и подключать вам понадобиться примерно 70% от стоимости первой спецификации. Абонентские устройства можно покупать по мере прироста абонентов.

За предоставленный материал благодарим участника проекта «новые-сети.рф» Сергея К.

Существует множество вариантов построения оптической сети для подачи услуг кабельного телевидения и доступа в Интернет в коттеджные поселки. У каждого варианта есть свои достоинства и свои недостатки.

Ниже представлен вариант построения такой сети, который оказался удобным одному из российских операторов. Основные требования оператора к сети были следующие:

• один узел доступа на группу домов (до 100 домов в группе);
• каждый дом соединен с узлом доступа одним волокном;
• возможность отключения ТВ сигнала с сохранением услуги доступа в Интернет (у оператора есть аналоговые ТВ каналы и несколько цифровых, которые идут в открытом виде);
• использование типового оборудования для сети доступа в Интернет (для сети доступа в Интернет оператор использует оборудование D-Link).

За основу были взяты FWDM фильтры, позволяющие смешивать оптические сигналы кабельного ТВ, передаваемые на длине волны 1550 нм, и оптические сигналы сети доступа в Интернет, передаваемые на длинах волн 1310/1490 нм.

На рисунке 1 представлена структурная схема такой сети.

Основные идеи следующие:

• до коттеджного поселка "доводится" оптический сигнал кабельного ТВ, достаточный для запитки оптического усилителя (обычно +3...+5 dBm). Гнать мощный сигнал, достаточный для подачи на все дома поселка не всегда представляется возможным (обычно ограничивающим фактором является недопущение передачи сигнала на длине волны 1550 нм на дальние расстояния с уровнем более 19 dBm на входе линии). Для раскачки ТВ оптического сигнала на все дома поселка на узле устанавливается оптический усилитель .
• по отдельному волокну (отдельным волокнам) до узла доступа поселка доводится сигнал сети передачи данных. Коммутатор узла, в зависимости от выбранной оператором архитектуры Ethernet сети, подключается либо непосредственно к ядру сети, либо к узлу агрегации сети. При этом для инженеров сети такой коммутатор в управлении ничем не отличается от домовых коммутаторов, устанавливаемых в многоквартирных домах.
• в коммутатор устанавливаются одноволоконные WDM SFP на 10/100 Мб/с (можно, при необходимости и 1Гб/с). Важно выбрать SFP на рабочие длины волн 1310 и 1490 нм. Каждая SFP патчкордом подключается к входу 1310/1490 FWDM фильтра, установленного в отдельном кроссе (см.ниже)
• в отдельном оптическом кроссе (на рисунке слева серый прямоугольник) устанавливается оптический делитель (желательно PLC) с количеством отводов покрывающим количество домов в поселке. Каждый выход делителя подключается на вход 1550 FDWM фильтра. Подключение должно быть выполнено через адаптер , что позволит отключать каждый дом от услуг кабельного ТВ независимо от других домов.
• выход FWDM фильтра патчкордом через отдельный кросс подключается к выбранному дому коттеджного поселка.
• в каждом доме, помимо небольшого оптического кросса устанавливается FWDM фильтр, оптический приемник и одноволоконный медиаконвертер . Медиаконвертер должен быть на ту же скорость, что и SFP модуль на узле доступа, а так же его оптический модуль должен соответствовать SFP по длинам волн. Например: если SFP работает на TX1310/RX1490, то на медиаконверторе должен быть установлен модуль TX1490/RX1310. Если до каждого дома планируется дотягивать скорость доступа 1Гб/с, то желательно у абонента устанавливать коммутатор с 1Гб/с SFP портом.

На рисунке 2 представлен состав 19" шкафа узла доступа коттеджного поселка.

Иcходя из рыночных цен на FWDM фильтры, стоимость подключения по такому варианту увеличивается примерно на 3000 рублей на каждый дом. Но нельзя не учитывать следующие преимущества:

• совокупная стоимость оборудования EPON или GPON, обычно используемая в коттеджных поселках, значительно выше, чем совокупная стоимость сети на Ethernet коммутаторах с SFP и медиаконверторах;
• инженерам сети удобней работать с типовым оборудованием. чем больше набор технологий на сети, чем больше вариантов интерфейсов управления, тем сложнее сеть в управлении;
• каждый абонент подключен к узлу доступа по отдельному волокну и не влияет на работу других абонентов (в сетях типа "шина" выход из строя оптических делителей, установленных в муфтах - довольно частое явление)

Данная схема достаточно гибкая в плане использования различного оборудования. Уже был упомянут вариант с установкой у абонентка коммутатора с SFP портом. На рынке можно найти оптические приемники с уже встроенными FWDM фильтрами.