В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В последнее время происходит бурный рост сетей широкополосного проводного доступа (ШПД). При этом наиболее распространенной технологией ШПД является технология MetroEthernet. Это сети типа FTTB (волокно до здания) с кольцевой топологией. Такой подход, как правило, применяется альтернативными операторами для охвата кварталов многоэтажной жилой застройки, между зданиями которых с крыши на крышу завешиваются волоконно-оптические кабели. Внутри зданий имеются активные узлы, от которых производится подключение абонентов кабелями из витых пар Cat.5.
Традиционные телефонные операторы в основном применяют технологию ADSL, используя в качестве кабельной системы доступа существующие телефонные витые пары. Операторы КТВ, эксплуатирующие сети HFC (гибрид оптика-коаксиал), часто применяют технологию доступа по существующим телевизионным кабелям – DOCSIS. Определенного успеха в регионах достигли операторы, использующие технологию PLC ("Интернет из розетки 220 В").
Являясь эффективными для охвата кварталов из многоэтажных домов, эти технологии трудно применимы, финансово неэффективны и неперспективны для построения сетей ШПД для малоэтажной городской и сельской застройки, которая обычно понимается как частные дома, коттеджи и таунхау-сы (частный сектор – ЧС). Технология ADSL для ЧС во многих случаях неприемлема из-за низкого качества телефонной "меди". Проникновение телефонии в ЧС далеко не 100%. КТВ в ЧС также имеет низкий процент проникновения, а там где сети HFC есть, они имеют длинные коаксиальные сегменты. Технологии Metro-Ethernet и PLC не допускают больших расстояний между приемопередающими устройствами и требуют расположения множества активных узлов доступа вблизи абонентов. В ЧС активные устройства могут располагаться в уличных шкафах, пеналах, на столбах или прикрепляться к проводам и к ним необходимо подводить электропитание 220 В. Это накладно при строительстве и неэкономно для эксплуатации. Кроме того, из вышеперечисленных технологий только технология MetroEthernet имеет перспективы при росте запроса на полосу пропускания до 100 Мб/с и более.
Наиболее эффективным, современным и перспективным подходом организации ШПД для ЧС городов и сельских поселений является строительство сетей типа FTTH (волокно в частный дом), особенно если сети доступа строятся по топологии PON (оптические сети с пассивным разветвлением) и используется современное 3-плей-оборудование стандартов GPON или EPON (GEPON).
С точки зрения строительства сетей доступа частный сектор можно разделить условно на две категории:
Примером ЧС первого типа могут служить новые коттеджные поселки, при проектировании которых из эстетических соображений было принято решение о прокладке всех коммуникаций под землей, включая электрические и слаботочные сети. Для второго типа распространенным примером являются существующие кварталы частных домов, общее количество жителей которых может составлять значительную долю населения города. Так, для многих городов Юга России доля населения частного сектора в областных центрах и крупных городах доходит до 40%. Обычно электрические сети ЧС, застроенного в прошлом веке, – это воздушные ЛЭП 0,4 кВ. На опорах ВЛЭП обычно допускается подвес диэлектрических оптических кабелей (ОК). Строительство же подземной телефонной канализации в существующем ЧС, если она отсутствует, или практически невозможно из-за отсутствия места, или сопряжено со значительными финансовыми расходами, приводящими к недостижимости точки окупаемости сетей ШПД. Частный сектор многие называют районами города, малопригодными для охвата широкополосным проводным Интернетом. Справедливо будет отметить, что широкополосный беспроводной доступ (Wi-Fi, WiMAX, UMTS и др.) применительно к городу не может полноценно заменить ШПД, например обеспечить одновременные цифровые потоки в "прайм-тайм" для каналов IPTV SD- или HD-качества.
В данной статье рассматриваются аспекты построения волоконно-оптических сетей по топологии PON для существующей застройки ЧС, предполагая, что электрическая сеть построена на ВЛЭП-0,4 кВ и имеется разрешение на использование ее опор и опор освещения для завеса ОК и размещения на них муфт и шкафов. При этом сети доступа могут быть не полностью воздушными. Фидерные кабели могут укладываться в канализацию или кабели абонентских отводов могут проходить к дому от опоры в защитной трубе, уложенной в грунт. Определим волоконно-оптическую сеть доступа как воздушную (ВВОСД), если ее части от фидерных узлов и до узлов абонентских отводов проложены по опорам.
ВВОСД состоит из следующих частей:
Желательно, чтобы фидерный кабель стартовал и заканчивался в узле связи (УС), обходя распределительные узлы кольцом и обеспечивая резервное подключение распределительных узлов по направлениям обхода. В сетях PON количество отводимых от фидера волокон для подключения распределительного узла меньше в 2n раз, чем количество абонентов, подключенных к этому узлу, скажем, меньше в 32 раза. Именно этот аспект позволяет осуществлять резервирование фидерного подключения по направлениям. В сетях "точка-точка" отводится по меньшей мере одно волокно в расчете на абонента. Такие сети громоздки и далее рассматриваться не будут.
Кластерные участки стартуют в распределительных узлах и обходят несколько отводных узлов. Если к распределительному узлу подключен всего один кластер, то его называют кластерным узлом. В сетях PON в распределительных узлах располагаются пассивные оптические сплиттеры, "размножающие" фидерные волокна. Типичное количество абонентов, подключаемых к распределительному узлу, – 48, 64, 96, 128, 160, 256; к кластерному узлу – 16, 32, 48. Могут быть использованы и другие значения, типичные для распределительных сетей связи, такие как 12, 24, 72, 144. Но с точки зрения сплиттерного равнозначного деления эти значения неудобны. По возможности в распределительном узле должны находиться кроссовые оптические панели с разъемными оптическими соединениями (наилучший стандарт для разъемов SC/APC) и элементы "файберме-неджмента" (лотки и барабаны для укладки пигтейлов и патчкордов). Это обеспечивает гибкость подключений абонентов и возможность тестирования абонентских волоконных линий при обслуживании. В экономичном варианте сетей, содержащих только кластерные узлы, волокна от сплиттеров могут привариваться к волокнам абонентских линий без разъемного соединения.
Абонентские (отводные, дроп) кабели подключаются к отводным узлам, выполненным, как правило, в виде оптических муфт или панелей внешней установки и расположенным на опорах кластерного сегмента. Крайне желательно, чтобы в отводных узлах между волокнами кластерного кабеля и волокном абонентского кабеля (оно одно в сетях PON) было разъемное соединение. Это позволяет индивидуально подключать, тестировать, обслуживать и заменять абонентские кабели. Приваренные же абонентские кабели как бы фиксируют отводной узел на опоре и затрудняют его ремонт, а также ремонт кластерного ОК. В отводном узле может устанавливаться сплиттер, если для проекта выбрана многокаскадная сеть PON. Такой подход сокращает количество волокон в кластерных кабелях и уменьшает количество сварных соединений при создании отводов, но он усложняет проектирование и обслуживание сети. По возможности следует ограничиться одним каскадом с расположением сплиттера в распределительном (кластерном) узле. При этом не берется в расчет сплиттер, установленный в УС и применяемый для увеличения количества абонентов до 64, что следует делать для эффективного использования линейных портов OLT (терминал оптических линий; новые релизы стандарта GPON допускают подключать до 128 абонентов на линейный порт).
Сети PON имеют древовидную топологию. Как было отмечено ранее, для ЧС оптимальной является распределительная кабельная система с одним каскадом сплиттеров, то есть с волоконной топологией в виде пальмы, и с резервным подключением, то есть "пальма" с двумя "стволами". Или, другим языком, подключение единственного по ходу распространения света сплиттера, расположенного в распределительном узле, двумя фидерными волокнами, приходящими от УС двумя независимыми путями. От сплиттера в дома "звездой" расходятся абонентские волоконные линии. Кабельная топология может выглядеть при этом так: фидерное кольцо, которое начинается и заканчивается в районном УС и обходит все распределительные (кластерные) узлы; к кольцу в местах расположения распределительных узлов подключаются ветви кластерных кабелей с подсоединенными к ним абонентскими кабелями. Кластеры могут иметь линейную или разветвленную структуру. Если распределительные узлы ограничены до кластерных (один кластер на узел) то лучше подключать кластер в средней точке сегмента, уменьшая таким образом необходимое количество волокон в кластерных кабелях. Пример: распределительный узел оборудуется тремя сплиттерами 2х16 (до 48 абонентов), содержит оптический кросс и подключается к фидеру по трем волокнам с каждого направления. К нему подключено два 24-волоконных кластерных сегмента, на которых расположено по шесть отводных муфт, к каждой подключено по четыре дома. В УС установлены сплиттеры 1х4 для объединения в один сегмент и подключения к одному линейному порту OLT и, через лямбда-мультиплексор, к одному порту EDFA (усилитель оптического аналогового КТВ сигнала). На начальном этапе в распределительные узлы устанавливается по одному сплиттеру 2х16, обеспечивая 30% охвата абонентов. По мере роста количества абонентов добавляется второй и третий сплиттеры, а в OLT вставляются дополнительные линейные карты. Если бы в распределительном узле не было кросса и сплиттеры были установлены одномоментно, то его можно было бы считать узлом кластерного типа, а 24-во-локонные сегменты – частями одного кластера на 48 абонентов.
Фидерные кабели могут образовывать более сложные структуры, такие как кольца и арки на главном фидерном кольце. Другая фидерная топология – "лестница". Для нее основной и резервный фидерные кабели, выходя из УС, замыкаются несколькими фидерными сегментами, обходящими распределительные узлы. При этом по мере замыкания и отвода части волокон уменьшается волоконная емкость следующих участков кабелей, идущих от УС. Отметим, что фидерные, кластерные и отводные кабели могут проходить по одним и тем же участкам кабельных трасс, вызывая затруднения при размещении их на опорах.
Вариантов базовой топологии может быть множество, но главными при выборе являются обеспечение резервированных фидерных подключений и проектирование минимального (лучше одного) количества сплиттер-ных каскадов. Для каждого микрорайона или для каждого типа распределительной волоконно-оптической кабельной системы существует свой оптимальный вариант базовой топологии PON, как волоконной, так и кабельной.
Общие требования:
Кабельные системы фидеров могут быть построены на основе ОКСН, кабелей с сечением "8" и стеклопрутком в качестве силового элемента или подвесных кабелей из микротрубок. Для кластерных участков используются кабели с сечением "8", кабели из микротрубок. Для отводных участков воздушной прокладки используются плоские кабели с двумя стеклопрутка-ми, круглые с центральной трубкой или кабель-трубка для пневмопроклад-ки волокна. Распределительные узлы – шкафы на пьедесталах или на опорах, пеналы на пьедесталах или специальные муфты. Кластерные узлы – муфты или панели для внешней установки на опорах. Отводные узлы – панели или муфты-книжки с кроссами внутри, муфты с внешними герметичными портами. В случае подвесной микроканализации – муфты для отвода трубок. Для муфт с гермопортами требуются кабели, оконцованные герморазъемами.
Кварталы ЧС городов и сельские населенные пункты остаются неохваченными операторами и составляют значительную часть рынка ШПД. Эффективные технологии построения сетей FTTH – ключ к решению проблемы. Воздушные сети PON – это наиболее экономичный кандидат на технологию строительства сетей ШПД существующей ЧС, а также новой ЧС экономичного класса. Технологии, уменьшающие количество сварки при построении сети ШПД, – это так называемые технологии типа "Лего" (сборка из элементов), дают скорость, гибкость и экономическую эффективность охвата малоэтажной застройки.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2011
Посещений: 16070
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
