PON - пассивті оптикалық желі

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 45 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Ахмедиева Толғанай Серікқалиқызы

GPON технологиясын қолдана отырып, Нұр-Сұлтан қаласындағы "Арман-Қала-2" тұрғын үй кешенінің Интернетке қосылу жобасын әзірлеу

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығы

Нұр-Сұлтан, 2022
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Қорғауға жіберілді

Радиотехника, электроника және
телекоммуникациялар
кафедрасының меңгерушісі
т.ғ.к., профессор
Бурамбаева Н.А. ________________
__________ 2022 ж.

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: GPON технологиясын қолдана отырып, Нұр-Сұлтан қаласындағы "Арман-Қала-2" тұрғын үй кешенінің Интернетке қосылу жобасын әзірлеу

5В071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникациялар мамандығы бойынша

Орындаған: Ахмедиева Т.С.

Ғылыми жетекші
э.ғ.к.,профессор м.а: Абишев М.Д.

Нұр-Сұлтан, 2022
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Физика-техникалық факультеті
Мамандығы 5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар
Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар кафедрасы

Бекітемін
Радиотехника, электроника және
телекоммуникациялар
кафедрасының меңгерушісі
т.ғ.к., профессор
Бурамбаева Н.А. _______________
__________ 2021 ж.

Диплом жұмысын орындауға арналған
ТАПСЫРМА
Студент Ахмедиева Толғанай Серікқалиқызы
4 курс, РЭТ-43, 5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығы, күндізгі бөлім
1 Дипломдық жұмысының тақырыбы GPON технологиясын қолдана отырып, Нұр-Сұлтан қаласындағы "Арман-Қала-2" тұрғын үй кешенінің Интернетке қосылу жобасын әзірлеу 2022 жылдың _14_ қаңтар берілген № 47 -п ректордың бұйрығымен бекітілген.
2 Диплом жұмысының тапсырмасына сәйкес:
Есеп берудің бірінші аралық кезеңі - 31.01.2022
Есеп берудің екінші аралық кезеңі - 17.03.2022
Есеп берудің үшінші аралық кезеңі - 28.04.2022
Алдын-ала қорғауға дипломдық жобаны әкелу мерзімі - 10.05.2022
Норма бақылау тексерісі - 16.05.2022
Дипломдық жобаның соңғы нұсқасын әкелу мерзімі - 13.05.2022
Дипломдық жобаны қорғау мерзімі - 13.06.2022
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі - 13.05.2022
3 Жұмыстың бастапқы деректері:
- GPON технологиясының сипаттамасы;
- "Арман-Қала-2" ТК тұрғындарын жоғарғы жиілікті интернетпен қамтамасыз ету;
- Телекоммуникация желілерінде мәліметтерді және деректерді тарату жылдамдығына деген сұранысты өсіру;
4 Диплом жұмысын дайындау үшін сұрақтар тізімі:
4.1 Жұмыстың мақсаты.
4.2 Жұмыстың өзектілігі.
4.3 Қойылған тапсырмасы:
4.3.1 GPON технологиясының артықшылықтарын көрсету
4.3.2 ТК жүргізілетін желінің топологиясын құру
4.3.3 Ұсынылатын жобаның экономикалық негізделуі;
5 Графикалық материалдың тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және тағы басқалары):
5.1 GPON технологиясының құрылымдық схемасы;
5.2 Оператор мен пайдаланушы арасындағы желі топологиясы;
0.3 "Арман-Қала-2" ТК ішкі желілік топологиясы
6 Негізгі ұсынылатын әдебиеттер тізімі:
6.1 Ю.А. Зингеренко ПАССИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИ XPON - https:books.ifmo.rufilepdf2672 .pdf.
6.2 ГИГАБИТНЫЕ ПАССИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИ С РАСШИРЕННОЙ ЗОНОЙ ДОСЯГАЕМОСТИ - https:libeldoc.bsuir.bybitstream 123456789 390501Tusupov_Gigabitnyye.pdf.
6.3 Соколов Н.А. Телекоммуникационные сети. - М.: Альварес Паблишинг, 2003.
6.4 Соколов Н.А. Сети Абонентского доступа. Принципы построения, ЗАО ИГ Энтсрпрофи,1999.
6.5 Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. М.: Радио и связь. 1982.
6.6 Яновский Г.Г. Оценка качества передачи речи в сетях ГР. Вестник связи. 2008.
6.7 Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет. - СПб.: Наука и техника, 2004.
6.8 Никитин А.В., Микульский П.П., Филиппов А.А. Особенности внедрения технологий PON на сети оператора, занимающего существенные рыночные позиции. Вестник связи. 2009.
6.9 Гроднев, И.И. Мурадян А.Г., Шэрафутдннов P.M. и др. Волоконнооптические системы передачи и кабели. Справочник - М.: Радио и Связь, 1993.- 264 с.
6.10 Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.:Техносфера, 2003.
7 Жұмысқа қатысты кеңестер (оларға қатысты жұмыс бөлімдерінің көрсетілуімен)
Нөмір, бөлімнің, бөлімшенің аты
Ғылыми жетекші, кеңесші
Тапсырманы алу уақыты
Тапсырма бердім
(қолы)
Тапсырма
алдым
(қолы)
1
2
3
4
5
Кіріспе
Абишев М.Д.

Негізгі бөлім
Абишев М.Д.

Практикалық бөлім
Абишев М.Д.

Қорытынды
Абишев М.Д.

Қолданылған әдебиеттер тізімі
Абишев М.Д.

Нормабақылау
Юсупбекова Б.Н.

8 Дипломдық жұмысты орындау графигі
№
Жұмыс сатысы
Жұмыс сатысын орындау мерзімі
Ескерту
1
2
3
4
1
Дипломдық жобаның тақырыбын бекіту

2
Дипломдық жобаны дайындау үшін мәліметтер жинау

3
Дипломдық жобаның теориялық бөлігін дайындау (1 Бөлім)

4
Дипломдық жобаның аналитикалық бөлігін дайындау (2-3 Бөлім)

5
Дипломдық жобаның толық мәтінінің қолжазбалық нұсқасын аяқтау

6
Алдын-ала қорғауға дипломдық жобаны әкелу

7
Рецензияға дипломдық жобаны жіберу

8
Ғылыми жетекшінің пікірі мен рецензиясы бар дипломдық жобаның соңғы нұсқасын әкелу

9
Дипломдық жобаны қорғау

Тапсырманың берілген мерзімі ___ ______ 2022 жыл

Ғылыми жетекшісі ___________________ Абишев М.Д.
э.ғ.к.,профессор м.а

Тапсырманы орындаған __________________ Ахмедиева Т.С.
РЭТ-43 тобы студенті

АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста GPON технологиясы талданып, жобаны жобалау барысында "Арман-Қала-2' тұрғын үй кешенің жоғары жиілікті интернет желісімен қамтамасыз ету ерекшеліктері сарапталды, сонымен қатар жұмыс жасау принципі мен оның функционалдық міндеттері анықталды.
Дипломдық жұмыста зерттеу нәтижелері бойынша жалпылама түйіндемелер және ұсыныстар тұжырымдалды. Қойылған міндеттерді шешу толықтығы бағаланды, талданған зерттеу объектісі жайында нақты ұсыныстар жасалды.

АННОТАЦИЯ
В дипломной работе проанализирована технология GPON, проанализированы особенности обеспечения высокочастотной сетью интернет жилого комплекса "Арман-город-2 " при проектировании проекта, а также определен принцип работы и его функциональные обязанности.
В дипломной работе сформулированы обобщающие выводы и рекомендации по результатам исследования. Оценена полнота решения поставленных задач, сформулированы конкретные предложения по анализируемому объекту исследования.

ABSTRACT
The thesis analyzes the GPON technology, analyzes the features of providing the Arman-Gorod-2 residential complex with a high-frequency Internet network when designing the project, and also defines the principle of operation and its functional responsibilities.
The thesis formulates generalizing conclusions and recommendations based on the results of the study.The completeness of the solution of the tasks set is evaluated, specific proposals for the analyzed object of research are formulated.

НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
1 СМЖ диплом жұмысы туралы ереже ЕҰУ 33-18 - 2021.
2 Қазақстан Республикасы білім беруді және ғылыми дамытудың 2020-2025 жылдарға арналған ммемлекеттк бағдарламасы. Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2019 жылғы 27 желтоқсандағы № 988 қаулысы.
3 Цифрлық Қазақстан мемлекеттік бағдарламасы.
4 Қазақстан Республикасын индустриялық-инновациялық дамытудың 2020-2025 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы.
5 ҚР МЖМБС -2017.Жоғары оқу орындарындағы дипломдық жұмыстарды орындау ережелері.
6 ҚР СТ 1.5 - 2015 ҚР МТРЖ. Стандарттардың құрылымына, жазылуына, рәсімдеу және мазмұнына қойылатын жалпы талаптар.

АББРЕВИАТУРАЛАР
APON - АТМ Passive Optical Network - АТМ пассивті оптикалық желісі
BPON - broadband PON - кең жолақты пассивті оптикалық желісі
EPON - Ethernet PON - ethernet пассивті оптикалық желісі
ELM - EPON Link Module - EPON байланыс модулі
FTTH - Fiber to the home - пәтерге дейін талшық
GEPON - Gigabit Ethernet PON - гигабитті Ethernet пассивті оптикалық желі
GPO - Gigabit PON - гигабитті пассивті оптикалыщ желі
GFP - Generic Framing Protocol - жалпы кодтау протоколы
GSM - Global System for Mobile Communications - басқару және ауыстыру модулі
OLT - Optical Line terminal - оптикалық желі терминалы
ONT - Optical Network terminal - оптикалық желі терминалы
ODB - жер үй аумағынан тiкелей жақынырақ тұрған кросстық бокс
ODF - оптикалық тарату панельдері
PON - пассивті оптикалық желі
SDH - синхронды цифрлық иерархия
SPL - Optical splitter - оптикалық сплиттер
SC - Subscriber Connector -абонент қосқышы
TDM - Time Division Multiplexing
WDM - Wavelenght Division Multiplexing
АТС - автоматты телефон станциясы
ТК - тұрғын үй кешені

Әлі дұрыстамын

Мазмұны
Кіріспе
1. PON технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 PON технологиясын енгізудің артықшылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2 GPON технологиясына қысқаша сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Жобаның суреттелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...
1.4 Құрылыс объектісінің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5 Құрылғыға таңдау жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2 Есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
2.1 Кабел типiн таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
2.2 Оптикалық кабельдің параметрлерінің есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Оптикалық кабельде өзара әсерді есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
3.1 Жалпы ақпарат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...
3.2 Жұмыстың мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
3.3 Ұйымдастырылатын қызмет түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.4 Потенциалды сатып алушы мен тұтынушылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.5 Нарықтық өтімділігін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.6 Маркетинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
3.7 Қаражат жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
3.8 Экономикалық қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4 Техникалық Қауіпсіздік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4.1 Оператордың жұмыс жағдайын талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Кондиционерлеу және кондиционерді таңдап, есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
6. Әдебиетттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..

КІРІСПЕ
Дипломдық жоба тақырыбы Gigabit Passive Optical Network (GPON) технологиясын қолдана отырып, Нұр-Сұлтан қаласындағы Арман-Қала-2 тұрғын үй кешенінің Интернетке қосылу жобасын әзірлеу болып табылады.
Дипломдық жоба тақырыбының өзектілігі бүгінгі таңда GPON технологиясы Интернетке қол жеткізудің ең прогрессивті және перспективалы технологиясы болып табылады, сонымен қатар заман талаптарына толықтай сай келетіндігінде.
Ғылыми және де эксперименттік зерттеулерге көз жүгіртетін болсақ, қазіргі кезде қолданыстағы технологиялар саны артуда. Әрине бұл сөзсіз халықтардың сұранысының артуына тікелей байланысты. Осыған байланысты еліміздің барлық ірі операторлары заманауи қызмет түрлерін ұсынуға кірісті.
Қазіргі таңда байланыс еліміздің экономикасын басқаруға, көптеген мекеме мен тұрғындардың өмірін жеңілдетуге септігін тигізуде.
Дипломдық жобаның негізгі мақсаты оптикалық технологияның негізінде Нұр-Сұлтан қаласы "Арман - Қала - 2" тұрғын үй кешеніңде (ТК) тұрғындарын интернетпен қамтамасыз ету қарастырылады. GPON бүгінгі таңда Интернетке қол жеткізудің ең прогрессивті және перспективалы технология болып табылады, сонымен қатар бүгінгі күннің талаптарына толық сай келеді.
Біршама технологияларға салыстырып талдану жасалып, сол арқылы ішінен GPON технологиясын таңдадық.
Жобада жобаланатын желі үшін келесідей есептеулер жүргізілді: регенерацияланған аймақтың ұзындығын, оптикалық кабельдердің параметрлері.
Талшықты оптикалық байланыс қазірігі таңда кеңінен әрі белсенді дамып келе жатқан байланыстың түрі болып табылады.
Қазіргі кезде оптикалық талшықты байланысқа тең келетін байланыс түрлері жоқтың қасы және де ол барлық салаларды асып түсуде сонымен қатар құрылғылары жағынан жақсы дамыған.
Экономикалық бөлігінде шығындар мен табысқа - жоспары жасалды, жоспар бойынша:
1. өзіндік құны
2. жобаның өтемділік уақыты айқындалды
3. шығындардың есебі жүргізілді капиталдық шығындар анықталды , тұрғын үй кешенінің тұрғындарына ең қолайлы жағдайлар таңдалып барлығы есептеулерден , талдаулардан өткізілді.
Дипломдық жобаны алғандағы ойым да осы болатын қазіргі технологиялардың мүмкіншіліктерін пайдалана отырып елімізде жылдам интернетке қол жеткізу болып табылады. Және де бұл технологияның өз ерекшеліктері де көп.
Оптикалық талшықты кабельдердің басты айырмашылықтары:
- өте үлкен көлемдегі ақпараттарды таратады;
- жоғарғы қуатқа ие;
- кездесетін кедергілерге сезімталдығы аз;
- басқа факторлардың қауіпінен өте жоғары деңгейдегі қорғаныс;
- жылдамдығы өте жоғары
Ең басты айта кететініміз оптикалық байланыс арқылы бүгінгі кезде жылдамдығы жоғарғы интернет, жоғарғы сапалы телефония,телевизияны айта аламыз.
Ақмола облысы Нұр-Сұлтан қаласы "Арман-Қала -2" ТК тұрғындарды оптикалық талшық арқылы сымсыз жылдам интернет қызметтерімен қамтамасыз ету қарастырылады.

Дипломдық жұмыстың құрылымы: кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және аббревиатуралар тізімі мен глоссарийден тұрады. Кіріспе - беттен, негізгі бөлім - беттен, қорытынды - беттен тұрады, библиографиялық әдебиеттер саны - ,қосымшалар саны- .
Кіріспе бөлімде дипломдық жұмыс тақырыбының өзектілігі, практикалық маңыздылығы қарастырылды, және қозғалатын мәселенің, яғни тұтынушылардың Интернет желісімен қамтылуы бойынша заманауи деңгейі бағаланды. Сонымен бірге, дипломдық зертеудің мақсаты, міндеті және объектісі тұжырымдалды.
Негізгі бөлім 3 тараудан практикалық және экономикалық , техникалық қауіпсіздік бөлімдерінен тұрады. Бірінші және екінші тарауда GPON технологиясының ерекшеліктері талданды .

1 PON технологиясы

1.1 PON технологиясын енгізудің артықшылықтары
Қазіргі кезде мемлекетіміздің барша ірі операторлары тұтынушыларға замана талабына сай қызмет түрлерін ұсынуға мәжбүр болып отыр. Заманауи телекоммуникациялық қолжетімділік желілердің алдында тұрған негізгі міндеттердің бірі - жеке және корпоративтік абоненттерге, ең аз шығынмен, бірақ өткізу қабілетін барынша жоғары етіп, қолжетімді еткізу.
Passive Optical Network (PON) - пассивті оптикалық желілер технологиясы. PON қол жеткізу тарату желісі түйіндерде пассивті оптикалық сплиттері бар ағаш талшықты - кабельдік архитектураға негізделген, кең жолақты ақпарат беруді қамтамасыз етудің үнемді әдісін ұсынады.
"Пассивті" - энегия көзіне тәуелді емес дегенді білдіреді. Бастапқы станция мен абонент аралығы пассивті болып саналады. Сондықтан, электр көзі тек оператор түйініңде және абонентке ғана қажет. Сонымен қатар првайдер мен абонент арасында ешқандай коммутатор, ауыстырғыштар (переключатель) жоқ, сынып қалатын, электр еөзін қажет ететін, баптауды, басқаруды қажет ететін. Сол себептен ол қызмет көрсету аясында арзанырақ, экплуатациялық жағдайларға сенімдірек. Оптикалық желілерге дейін, деректерді беру үшін электр сигналын қолданды мыс кабельдері арқылы. Бұл әдіс жылдамдыққа әсер ететін, онымен қоса біраз кемшіліктерге ие болатын қосылу сапасы жағынан. Бір уақытта әртүрлі қызметтерді пайдалануға болады: мысалы, Интернеттен фильмдер жүктеп жатсаңыз, екінші жағынан жоғары ажыратымдылықтағы теледидар арналары арқылы фильм көре аласыз, ешқандай сапасы, жылдамдығы әлсіремейді.
Пассивті оптикалық желі дегеніміз - мәліметтерді бір тарату нүктесінен пайдаланушылардың бірнеше соңғы нүктелеріне жеткізу үшін көп нүктелі нүкте топологиясын және оптикалық сплиттерді қолданатын талшықты - оптикалық желі. Оптикалық талшық үлкен көлемді және жоғары жылдамдықтағы деректерді беру мүмкіндігін береді.
GPON технологиясының артықшылығы - оңтайлы пайдалану өткізу жолағы. Бұл технология үйде және кеңседе жаңа жоғары жылдамдықты интернет қосымшаларын қамтамасыз ету үшін келесі қадам болып табылады. Үй немесе ғимарат ішінде орналастыру үшін әзірленген ONT құрылғысы деректері жоғары өткізу қабілеттілігімен алыс арақашықтықтағы, шалғайдағы көп пәтерлі ғимараттар мен бизнес-орталықтарда тұратын пайдаланушылар үшін сенімді байланысты қамтамасыз етеді.
PON архитектурасының негізгі идеясы - Optical Line terminal (OLT) деп аталатын Optical Network terminal (ONT) абоненттік құрылғыларына ақпарат беру және олардан ақпарат қабылдау болып табылады.
Оптикалық кабель қымбат, әрбір абонентке жеке талшық бөліп беру операторлар үшін тиімсіз болды. Талшықты - оптикалық желінің мүмкіндіктерін барынша тиімді және үнемді пайдалу үшін, PON - технологиясы жасалды. Басты артықшылығы - желіге бірнеше ондаған абоненттерді бір оптикалық талшық арқылы қосуды ұйымдастыру. Бұл пакеттердің уақыт бойынша берілуін (TDM, TDMA хаттамалары) бөлу, сондай - ақ әр түрлі толқын диапозоныңда деректерді қабыддау және беруді бөлу арқылы жүзеге асырылады.
Оптикалық талшық үлкен көлемді және жоғары жылдамдықтағы деректерді беру мүмкіндігін қамтамасыз етеді, соның ішінде дауыс және бейне сияқты талап етілетін сигнал тұрақтылығы. Бұл да жақсы. Бірақ оптикалық кабель қымбатқа түседі және әрбір абонент үшін жеке талшықты бөлу көптеген провайдерлер үшін тұрақсыз шығындар болып табылады. Ал бұл жаман. Оның үстіне көптеген абоненттер бөлінген талшықтың әлеуетін толық пайдаланбайды және оның басым бөлігі бос.
Сондықтан талшықты-оптикалық желінің мүмкіндіктерін барынша тиімді және үнемді пайдалану үшін PON технологиясы жасалды. Пассивті оптикалық желінің басты артықшылығы мынада БІР оптикалық талшық арқылы желіге бірнеше ондаған абоненттерді қосуды ұйымдастыру. Бұл пакеттердің уақыт бойынша берілуін (TDM және TDMA хаттамалары) бөлу, сондай-ақ әртүрлі толқын диапазонында деректерді қабылдау және беруді бөлу арқылы жүзеге асырылады.
PON - oл ескі мыс инфрақұрылымын, заманауи оптикалық байланыс жүйесімен алмастырады. Қазіргі уақытта PON екі негізгі стандарты бар : гигабиттік пассивті оптикалық желі (GPON) және Ethernet пассивті оптикалық желі Ethetnet Passive Optical (EPON).
Олардың топологиялық құрылымдары негізінен бірдей десек болады. Network Fiber to the home (FTTH) орналастырудың көптеген сценарийлеріндегі алғашқы таңдау болып табылатын PON шешімі бірнеше маңызды атықшылықтарға ие:
жоғары өткізу қабілеті;
жоғары деңгейдегі қауіпсізддік;
орнату және кеңейту оңайырақ;
төмен қуат тұтыну;
пайдалану және басқару шығындарын азайту.
PON технологиясының мәні мынада: OLT орталық түйінінің трансивер модулі мен қашықтағы абоненттік түйіндер ONT арасында бұтақ тәрізді топология арқылы, толығымен пассивті оптикалық желі құрылады.
Қызмет жеткізушісінің орталық кеңсесінде оптикалық желілік терминал OLT және соңғы пайдаланушылардың жанында бірқатар оптикалық желілік блок Optical Network Units (ONU) немесе оптикалық желілік терминалдар ONT, сондай-ақ оптикалық сплиттер Optical Splitter (SPL) бар.
OLT - бұл Ethernet кабельдері арқылы ядро деңгейінің қосқышына қосылған пассивті оптикалық желінің бастапқы нүктесі. OLT-дің негізгі функциясы - PON желісі үшін түрлендіру, кесу және сигнал беру , сонымен қатар бөлінген өрлемелі беріліс үшін оптикалық желілік терминалдардың мультиплексингін үйлестіру.
Әдетте, OLT жабдығына тірек, Compatibility Support Module (CSM) (басқару және ауыстыру модулі), ELM (EPON Link Module), резервтік қорғаныс 48V тұрақты ток (DC) қуат көзі модульдері немесе бір 110220V айнымалы ток (AC) қуат көзі модулі және желдеткіштер кіреді. OLT - де екі өзгермелі бағыт бар: жоғары ағын (әр түрлі мәліметтер мен дауыстық трафиктің таралуын пайдаланушылардан алу) және төмен ағын (қалалық желіден немесе желіден алыс қашықтыққа деректерді, дауыстарды және бейнетрафиканы алу және оларды барлық ONT модульдеріне ODN-ға жіберу). ODN арқылы берілетін максималды қашықтық - 20 км.
ONU талшықтары арқылы берілетін оптикалық сигналдарды электр сигналдарына айналдырады. Содан кейін бұл электр сигналдары жеке абоненттерге жіберіледі. Әдетте, ONU мен соңғы пайдаланушының бөлмесі арасында қашықтықтaн немесе басқа кіру желісі бар.
Сонымен қатар, ONU клиенттен келетін әр түрлі деректерді жібере, жинақтай және өңдей алады және оларды OLT - ге жоғары бағытта жібере алады.
Өңдеу - бұл деректер ағынын тиімдірек ету үшін оңтайландыратын және қайта құратын процесс. OLT өткізу қабілеттілігін бөлуді қолдайды, бұл әдетте клиенттен пакеттермен келетін OLT - ге деректерді тегіс жіберуге мүмкіндік береді. ONU әр түрлі әдістермен және мыс бұралған жұп, коаксиалды кабель, оптикалық талшық немесе Wi-Fi арқылы қосыла алады.
Соңғы пайдаланушы құрылғыларын оптикалық желілік терминал (ONT) деп те атауға болады. Іс жүзінде ONT ONU - мен бірдей. ONT-ITU-T термині, ал ONU - IEEE термині. Әр түрлі стандартты органдарға тиесілі, екеуі де GEPON жүйесіндегі арнайы жабдыққа жатады. Бірақ іс жүзінде ONT және ONU арасында олардың орналасқан жеріне байланысты аз айырмашылық бар.
ODN, PON жүйесінің ажырамас бөлігі, ONU - ны OLT - ге 20 км немесе одан да көп қашықтықта физикалық қосу үшін оптикалық беру ортасын ұсынады. ODN - де талшықты - оптикалық кабельдер, талшықты - оптикалық коннекторлар, пассивті оптикалық сплиттер және көмекші компоненттер бір-бірімен өзара әрекеттеседі. ODN-де бес сегменттен тұрады: фидер талшығы, оптикалық тарату нүктесі, тарату талшығы, оптикалық кіру нүктесі және оптикалық талшық. Фидер талшығы орталық кеңсенің телекоммуникациялық бөлмесіндегі оптикалық тарату рамасынан (ODF) басталып, үлкен қашықтықты жабу үшін оптикалық тарату нүктесінде аяқталады.

Тарату талшығы оптикалық тарату нүктесінен оптикалық кіру нүктесіне дейін оптикалық талшықтарды оның жанындағы аймақтарға таратады. Шығару талшығы оптикалық кіру нүктесін терминалдармен (ONT) байланыстырады, бұл пайдаланушылардың үйлеріне оптикалық талшықты жеткізуді қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ODN - бұл PON деректерін беру үшін қажет жол және оның сапасы PON жүйесінің жұмысына, сенімділігіне және масштабталуына тікелей әсер етеді.
OLT, ONU немесе ONT және ODN GEPON жүйесінің негізгі компоненттері болып табылады, олар әлі де FTTH қосымшаларында кеңінен қолданылады. Қысқартылған кабельдік инфрақұрылым (белсенді элементтерсіз) және икемді медиа беру пассивті оптикалық желілерді үйдегі Интернет, дауыстық және бейне қосымшалар үшін өте ыңғайлы етеді. Сонымен қатар, пассивті оптикалық желілерді кампустарда және бизнес ортада қолдануға болады, бұл үнемді шешімдерді ұсынады.
PON технологиясында көптеген мазмұн бар және PON технологиясы үнемі жаңарып отырды. PON технологиясы APON, BPON содан кейін EPON және GPON негізінде дамыды. Әртүрлі уақытта әртүрлі тарату режимдері мен беру стандарттары жасалды.
PON технологиясының 1 - ші стандарты: APON - осы стандарт бойынша деректерді беру белгіленген өлшемдегі (АТМ ұяшықтары) түрінде деректерді беруге негізделген коммутация және мультиплекстеу әдісін сипаттайтын АТМ хаттамасының негізінде жүзеге асырылды. Деректерді беру жылдамдығы - 155 Мбс.

Ескерту - дереккөздерден алынды[7]
Сурет 1 PON стандарттарның дамуы
BPON - бастапқыда APON деп аталатын , бірақ кейінірек басқа мақсаттар үшін BPON ретіде өзгертілген APON стандартының кеңейтімі. BPON сәйкесінше 155 Мбс және 622 Мбс жылдамдықтары бар АТМ хаттамасына негізделген. Сонымен қатар, ол өткізу қабілеттілігінің динамикалық таралуын, қорғауды және басқа да мүмкіндіктерді қосады, Ethernet - ке қосылу мүмкіндігі, бейне беруді, жоғары жылдамдықты арнайы желілерді және басқа қызметтерді қамтамасыз ете алады.

Орналастырудың қымбаттылығына байланысты BPON кейіннен үнемді және жылдам EPON - ға ауыстырылды.
EPON және GPON әртүрлі стандарттарды қолданады, GPON, EPON - ға қарағанда көбірек өткізу қабілеттілігін және көбірек пайдаланушыларды тасымалдауға қабілетті жетілдірілген.
Технологияларды атап өтейік: A-PON, B-PON, F-PON, G-PON. G-PON технологиясының басқаларымен салыстырғандағы тиімділігі ақпараттытаратуы мүмкін барынша жылдам болып келеді. Барлық PON стандартты келесі кестеде көрсетілген (Кесте 1).

Сипаттамалары
APON (BPON)
EPON
GPON
Стандарт қабылданған күн
қазан 1998
шілде 2004
қазан 2003
Стандарт
ITU-T G.981.x
IEEE 802.3ah
ITU-T G.984.x
Жылдамдық, туракері ағын, Мбитс
155155
622155
622622
10001000
1244155,622,1244
2488622,1244, 2488
Негізгі протокол
ATM
Ethernet
SDH
Максималды желі радиусы, км
20
20 (301)
20
Талшықтағы абоненттік түйіндердің максималды саны
32
16
64 (1282)
Туракері ағындардың толқын ұзындықтары, нм
15501310
(14801310)
15501310
(13101310)
15501310
(14801310)
Резервтеу
бар
жоқ
бар
Дауыстық қолданбаларды және QoS қолдауды бағалау
жоғары
төмен
жоғары

Кесте 1

1.2 GPON технологиясына қысқаша сипаттама
Қазіргі әлем сандық байланыс саласында GPON технологиясы үлкен танымалдылыққа ие болды. Ол әлемдегі ең перспективалы болып саналады, оның дамуы АҚШ, Жапония, Корея, Еуропалық Одақ сияқты елдерде қарқынды болды.
GPON-нiң рұқсат желiнiң архитектураларын APON желісінің органикалық жалғасы сияқты қарастыруға болады. Сонымен қатар PON желiсiнiң өткiзу жолағын үлкейтудi және әртүрлi қызметтiк қосымшалардың тиiмдi берiлуi жүзеге асырылады. GPON стандарты ITU-TRec. G.984.3 GPON 2003 жылдың қазанын айында іске қосылды. GPON беруі мүмкін. GPON ITU-T G.704.1.
Жаһандық желінің дамуының бірінші онжылдығында пайдаланушылар арасында - "байланыс арнасының өткізу қабілеті" немесе "өткізу қабілеті" деген сияқты көрсетіштерге мән беретін, адамдар өте аз болатын. Ал, бүгінде "Интернеттің жылдамдығы" жайлы бәрі айтады. Және әркім өзінде "жылдамдықты Интернет" болғанын қалайды.
Экономикалық тұрғыдан дамыған елдерде бұл технология бұрыннан бар. Ол 90-шы жылдардан бастап қарқынды дами бастады.
Технологияның Еуропада, сондай-ақ Жапония мен Америка Құрама Штаттарында жылдам қолданылуына оның жоғары жылдамдық желіні беру, сенімділік және төмен пайдалану шығындары.
GPON технологиясының артықшылықтары мыналарды қамтиды:
-Оптикалық талшық тікелейьабонентке жеткізіледі;
-Арнаның өткізу қабілеті жоғары;
-Бір құрылғыдан бірнеше қызметке бір уақытта қосылу мүмкіндігі;
-Абоненттен АТС-ке дейінгі аумақта аралық жабдық жоқ (ажыратқыштар және т.б);
-Тадшықты-оптикалық кабельде электр тогы жоқ, нәтижесінде оған ылғал әсер етпейді және пайдаланушыға электр тогының соғу қаупі жоқ.
"Үйдегі" интернет құны бойынша Қазақстан алғашқы он елдің қатарына кіреді. Оның құны қазақстандықтардың орташа айлық табысының 1,6% - ын ғана құрайды. Internet Accessibility Index аналитиктерінің деректері бойынша, Қазақстан 167 мемлекеттің ішінен 7 - ші орынды алып тұр, 167 мемлекеттің арасында тіркелген тұрақты кең жолақты үйде қол жеткізуге арналған интернет - пакеттің орташа айлық құны бойынша 7 - ші орындв тұр - 11,5 АҚШ долларын құрайды. Қазақстан Республикасында тіркелген Интернет абоненттерінің саны бір жыллда 6,1% - ға өсіп, 2,7 млн - ға жетті. Тіркелген Интернет абоненттерінің тығыздығы - 100 адамға 14. Бұл ақпарат ҚР Ұлттық статистика бюросының деректері негізінде [10].
Оптика мысты ығыстырды. Алғашқы дүниежүзілік компьютерлік желі xDSL технологиясын қолдана отырып, қолданыстағы телефон желілері негізінде дами бастады.
Бұл мыс отбасының ең жетілдірілген түрі - ADSL2+ модем технологиясы кіріс ағынының жылдамдығын 2,4 Мбс(шфғфс - 1,2 Мбс) қамтамасых етедің. Көпфункционалды жоғары сапалы және сенімді қосылымы бар кең жолақты интернет бұрын-соңды болмаған жоғары жылдамдық - 1000 Мбитсек дейін қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта ол әлемнің барлық елдеріндегі қосылымдар саны бойынша сөзсіз көшбасшы. Алайда, ондаған жылдар бұрын салынған мыс байланыс желілері физикалық жағында, моральдық жағында ескіріп жатыр, және біртіндеп FTTx оптикалық желілермен ауыстырылады, оларды пайдалану Интернеттегі ақпарат алмасу жылдамдығын екі есе арттыруға мүмкіндік береді.

Ескерту - дереккөздерден алынды[11]
Сурет 2 FTTx архитектурасы

FTTx архитектурасы - бір жағынан операторда орнатылған OLT (оптикалық сызықтық терминал) трансивер станциясына, ал екінші жағынан ONT немесе ONU абоненттерінің трансивер модульдеріне қосылған талшықты - оптикалық байланыс желісінің бөлігі. ONT - бұл пәтерде орнатылған жеке пайдалану терминалы (оны оптикалық модем деп теи атайды). ONU - көп пәтерлі үйдің тарату шкафына орнатуға арналған және көрші пәтерлерде орналасқан компьютерлерді, теледидарды, телефондарды қосуға арналған бірнеше порттары бар.
ONT және ONU OLT - ден алынған оптикалық сигналдарды электрлік сиигналдарға түрлендіреді, сонымен қаттар пайдаланушылардың терминалдарынан алынған электрлік сигналдарды OLT - ге жіберетін оптикалық сигналдарға кері түрлендіреді.
Егер оптикалық сызық сегментіне сплиттер енгізілсе (OLT - ден келетін сигналдың пассивті бөлгіштері) және олардың шығарылуына (шығысына) ONT қосылса, онда FTTx бірталшықты құрылымнан ағашқа(бұтаққа) ұқсас топологиямен пассивті оптикалық желі - PON пайда болуына әкеледі.

Ескерту - дереккөздерден алынды[12]
Cурет 3 Архитектура PON

PON жұмысы уақытша мультиплекстеу (TDMA) және қабыллдау, беру трактілерін жиіліктік бөлу арқылы бір оптикалық талшық арқылы бірнеше қол жеткізуді ұйымдастырудан тұрады (WDM).
OLT және ONT құрамында жұұмыс істейтін WDM мультиплексорлары әртүрлі толқын ұзындығында (түзу - 1,49 мкм, кері - 1,31 мкм) тікелей (кіріс) және кері (шығыс) сигналдарды бөледі. Бұл ағындарға толқын ұзындығы 1,55 мкм болатын кабельдік теледидар сигналы қосылуы мүмкін.
WDM-PON - ұзақ мерзім бойы перспективалы әзірленген. Технологияның идеясы уақытты бөлу арқылы жоғары жылдамдықта көптеген параллель арналарды пайдалану болып табылады. Технологияның артықшылықтары: абонент үшін бөлек жолақ, сигналдар бір-бірімен қиылыса алмайды,талшықты тиімді пайдалану және түйіндер арасындағы арақашықтықты арттыру.
GPON кеңейтілген диапозоны - аты айтып тұрғандай, әзірлеушілер бір OLT арқылы қызмет көрсете алатын желі аумағын ұлғайтуға тырысуда. Бұл технология провайдер алыс шалғай мекендерге кеңселерін ашпай-ақ байланысты қамтамасыз ете алады.

1.3 Жобаның суреттелуі
"Арман Қала-2" ТК тұрғындарына оптикалық-талшықты байланыс желісінің құрылысын зерттеуге қажетті барша материалдар осы дипломдық жобада қарастырылғaн.
Арман Қала-2 - тұрғын үй кешені, 9 қабаттан, 7 кіреберістен тұрады. Нұр- Сұлтан қаласы, сол жағалауда EXPO-2017 көрмесіне қарама-қарсы, Мәңгілік ел мен Ұлы Дала көшелерінің қиылысында орналасқан. Жалпы абонент саны - 258.
Жобаның мақсаты:
1.Желіні АТС тан тұрғындарға дейін қамтамасыз ету;
2.Тұрғын үй кешенінде PON технологиясы негізінде байланыс орнату;
3.Нүкте - көпнүкте топологиясын қолдану.
Нүкте - көпнүкте топологиясын қолданудағы басты себебі оның тиімділігі.
"Көп нүктелі нүкте" ағаш топологиясы абоненттердің нақты орналасуына, оптикалық кабельді төсеу шығындары мен кабельдік желіні пайдалануға негізделген оптикалық сплиттерді орналастыруды оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Бір OLT қабылдау-тарату модуліне қосылған абоненттік түйіндердің саны, бұл қуат бюджеті мен таратушы жабдықты қабылдаудың максималды жылдамдығы мүмкіндік беретіндей үлкен болуы мүмкін. OLT - ден ONT-тікелей (төмен түсетін) ағынға ақпарат ағынын беру үшін, әдетте, толқын ұзындығы 1550 нм қолданылады. Керісінше, әр түрлі абоненттік түйіндерден орталық түйінге кері (жоғары) ағынды құрайтын деректер ағындары 1310 нм толқын ұзындығында беріледі. OLT және ONT-де Шығыс және кіріс ағындарын бөлетін WDM мультиплексорлары бар.
GPON желісінің архитектурасын қарайық (Сурет 4):

Ескерту - дереккөздерден алынды[13]
Сурет 4 GPON желісінің архитектурасы
Дипломдық жобаның басты ерекшеліктерінің бірі орталық бөліктен ажыратқышқа дейінгі арақашықтықта тек бір талшықты қолдануында. Бұл өз тұрғысынан инфрақұрылым жағынан кабельді тиімді пайдала аламыз. Ішкі кварталды және орнықтырушы байланыс желісі.
Жүйенің негізгі артықшылықтары деп келесі параметрлерді жатқыза аламыз:
Алғашқысы әрине белсенді түйіндердің жоқтығы;
Оптикалық қабылдағыштың үнемділігі;
Талшықты оптикалықтардың үнемділігі;
Тез жаға тұтынушыларды қосу;
Жоғары дәрежедегі қызмет көрсету.
1660 нм ұзындықтағы тоқындар OLT мен ONT ағынындағы ақпаратты тарату үшін керек .
Шығыс және де кірістегі ағындарды бөлу үшін OLT мен ONT да WDM мультиплексорлары қолданылады (Сурет 5).

Ескерту - дерекөздерден алынды[14]
Сурет 5 WDM-PON
PON рұқсат желісінің топологиясы 6 суретте көрсетіліп кеткен.
Жобада қолданылатын технология кабельді инфрақұрылымды тиімді қолдануға мүмкіндік береді. Себебі орталық түйіннен ажыратқышқа дейін тек қана бір талшық қолданылады.

Ескерту - дереккөздерден алынды[10]
Сурет 6 PON рұқсат желісінің логикалық жалғастыруының фундаменталды топологиясы

1.4 Құрылыс объектісінің сипаттамасы
Астана қаласы Қазақстандағы ең көп қоныстанған қала. Оның үстіне, қала тұрғындарының басым бөлігі айтарлықтай ауқатты, болашағы зор азаматтар. Осыған байланысты кез келген қызмет көрсетуші ұсынатын жеңілдіктерге қатаң талаптар қойылады.
Қазіргі уақытта Астанада үшінші тараптың көптеген байланыс операторлары жұмыс істейді. Қалалық телефон байланысы автоматты, электронды, халықаралық қалааралық телефон станцияларымен ұсынылған. Оптикалық кабель сплиттер қондырғыларынан әрбір абонентке қолданыстағы кірістірілген арналар арқылы тікелей тартылады.
Жоғарыда бірнеше рет атап өтілгендей, сплиттер кіріс сигналын 128 терминалдық блокқа (ONU) бөледі. Қосылған абоненттердің қажетті санына сәйкес, қарастырылып отырған нысанды толық Интернетпен қамту үшін орта есеппен 256 пайдаланушы 1:128 2 сплиттерді орнатуы қажет.
PON желілерінде шинаны орналастырудың екі жолы бар:
-1х2 дәнекерленген бөлгіштер каскадын пайдаланатын бір талшықта, оның біріншісінің кірісі OLT белсенді жабдығына (PON порты) қосылған, бөлгіштердің келесі каскады үлкен шығыс қуатын алатын магистральдық желіден қоректенеді ( Желіге жоғары қуат принципі деп аталатын), бұл жағдайда пайдаланушы қосылымына аз шығыс сигнал қуаты бөлінеді. Осылайша, бір абонентке бір филиал жасалады, бұл тәжірибеде қолдануға ыңғайсыз. Біріншіден, сигналдың сапасы, негізінен, негізгі оптикалық талшықтағы жалғаулар санының артуына байланысты каскадтың соңғы бөлімдерінде төмендейді. Екіншіден, жаңа пайдаланушыларды қолданыстағы каскадтың орталығына қосу өте қиын, себебі қосу кезінде дәнекерлеу жұмыстары әдетте орындалады, бұл сөзсіз төменгі каскадтағы абоненттерді қосу мүмкін еместігіне әкеледі және сондай-ақ ондағы сигнал сапасына теріс әсер етеді, өйткені әлсіреудің жалпы схемасының сызығында қатер бұзушылықтар бар.
-ең тиімді әдіс 1x2, 1x4 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.