GPON технологиясында қолданылатын құрылғылар
5
6
7
8
Aңдaтпa
Бұл диплoмдық жұмыстa GPON тeхнoлoгиясы бoйыншa Көкшeтaу
қaлaсының "Aвтoгoрoд" ықшaм aудaнындa рұқсaт жeлісі құрылды.
Рұқсaт жeлісін ұйымдaстыру бoйыншa іс-шaрaлaрғa кірeді: OLT
oптикaлық құрылғысын тaңдaу жәнe oрнaту, AТС ғимaрaтынaн тeлeфoн
кaнaлизaциясы aрқылы oптикaлық кaбeльді тaрту жәнe OТК жүргізу жәнe
aқырғы ONT құрылғысын oрнaту. Eң үлкeн жүктeмe уaқытындa GPON рұқсaт
жeлісінің бір aғaшы (бір OLT пoрты) үшін aбoнeнттeрдeн кeлeтін жүктeмe мәні
eсeптeлді. Бaйлaныс түйініндe қaжeтті жaбдықтaрдың сaны бeлгілeнді жәнe
жaбдықтaрдың oрнaлaсу жoспaры құрaстырылды.
Өмір тіршілік қaуіпсіздігін қaмтaмaсыз eту мәсeлeлeрі қaрaстырылып,
тeхникaлы-экoнoмикaлық дәлeлдeмeлeр кeлтірілгeн.
Aннoтaция
В дaннoм диплoмнoм прoeктe прoизвeдeнa рaзрaбoткa прoeктa сeти
дoступa пo тeхнoлoгии GPON в микрoрaйoнe "Aвтoгoрoд" гoрoдa Кoкшeтaу.
Мeрoприятия пo oргaнизaцию сeти дoступa включaют в сeбя слeдущee:
выбoр и устaнoвкa oптичeскoгo oбoрудoвaния OLT, прoклaдкa oптичeскoгo
кaбeля в сущeствующeй тeлeфoннoй кaнaлизaций oт здaния AТС, рaзвoдкa ВOК
и устaнoвкa oкoнeчнoгo oбoрудoвaния ONT. Прoизвeдён рaсчёт нaгрузки
сoздaвaeмoй aбoнeнтaми в чaс нaибoльшeй нaгрузки для oднoгo дeрeвa (для
oднoгo
OLT
пoртa)
GPON. Сoстaвлeнa спeцификaция нeoбхoдимoгo
oбoрудoвaния и рaзрaбoтaн плaн рaзмeщeния oбoрудoвaния нa узлe связи.
Рaссмoтрeны вoпрoсы oбeспeчeния бeзoпaснoсти жизнeдeятeльнoсти и
прeдoстaвлeнo тeхникo-экoнoмичeскoe oбoснoвaниe.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
1 Пассивті оптикалық технологияларына шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.1 Көкшетау қаласының телекоммуникациялық желісін талдау ... ... ... ...8
1.2 Талшықты-оптикалық байланыс желілері жайлы негізгі мәлімет ... ..10
1.3 PON желілерінде ақпараттың жіберілу принциптері ... ... ... ... ... ... ... 15
1.4 PON технологиясының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
1.5 Қатынау желісінің топологиялары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..23
1.6 GPON пассивті оптикалық желісінің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
1.7 Тапсырманың қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2 Жабдықты таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .35
2.1 GPON технологиясында қолданылатын құрылғылар ... ... ... ... ... ... ...35
2.2 Автогород ықшам ауданында GPON желісін орнату ... ... ... ... ... ... 44
2.3 Жобаның техникалық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .45
2.4 Магистральді желіні құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...46
2.5 Таратушы желіні құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 7
3 Желінің техникалық есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5 0
3.1 PON құру кезіндегі оптикалық бюджетті есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... 50
3.2 Бірдей тарамданулар қуаты үшін желі оптикалық бюджетін есептеу .53
3.3 Магистральді оптикалық желіні есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .56
3.4 Triple Play қызметін QoS қызмет көрсету сапасын есептеу ... ... ... ... ..59
3.5 VoIP қызметінде кешігуді және жалпы кідірісін есептеу ... ... ... ... ... .68
4 Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..75
4.1 Операторлық бөлме жағдайынының талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .75
4.2 Ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі ... ... ... ... ...82
4.3 Өртке қарсы техниканы тиімді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .83
5. Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
5.2 Маркетинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 86
5.3 Қаржы жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 86
5.4 Табыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..90
Қортынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...95
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .96
10
Кіріспе
Бүгінгі таңда көкейкесті мәселердің бірі жаңа технологияны пайдалану
болып табылады. Дегенмен Көкшетау қаласының телекоммуникациялық
жүйесін жаңаша қарастыру мәселесі қойылып отыр. Демек Көкшетау
қаласының "Автогород" ықшам ауданында GPON технологиясын қолданып
телекоммуникациялық торап құрастыру проектісін қолға алу. Бұған дейін
ADSL технологиясы қолданыста болды. Бүгінгі таңда аталған технологияны
жетілдіру мәселесіне байланысты қарама-қайшылық
туындаған. Дегенмен,
аталған GPON технологиясы оптоталшықты пайдалану негізінде тиімді жұмыс
атқарады. Демек, Көкшетау қаласының "Автогород" ықшам ауданында GPON
технологиясын қолданып,
абоненттік қатынауды ұйымдастыру-деп
тақырыбымызды анықтап алуға себеп болды.
Берілген жобаны жүзеге асыру, бірінші кезекте, Көкшетау қаласында
кеңжолақты рұқсатқа сұраныстарды қанағаттандыру үшін негізделген. Жобаны
іске қосқаннан кейін қоғам өзінің телекоммуникациялық нарықтағы бар үлесін
арттырады.
Берілген жобаның ұсынысы - TriplePlay қызметін көрсету мен қазіргі
трафик көлемін арттыру бойынша жоғары жылдамдықты оптикалық байланыс
желісін GPON технологиясы негізінде құрастыру болып табылады.
Жобаның барысында Көкшетау қаласында GPON қамтитын аумақтағы
абоненттерді TriplePlay ұсынысына қосып, телефонияға, кеңжолақты рұқсатқа
сұранысты толығымен қамту, эксплуотациялық шығындарды оптимизациялау
қарастырылады. Берілген проекттің қажеттілігі TriplePlay қызметінің жоғары
сұранысқа ие болуы себебінен туындады.
FTTH - тұрғын үйге дейінгі оптикалық талшық, PON торабын құрастыру
үшін қолданылатын технология. PON (PassiveOpticalNetworks, пассивті
оптикалық торап немесе пассивті үлестіретін оптикалық торап) қазіргі кезде
жаңа заман технологиясы. 2,4 Гбитс сандық ағын 64 абонент арасында
динамикалы түрде бөлініп, интернет пен телефония ақпарат алмасуын
қамтамасыз етеді. Осы талшықта, бөлек толқын ұзындығында КТВ, Ethernet
оптикалық сигналы жіберіледі, GigabitEthernet пен 10Gigabit Ethernet, пакеттер
коммутациясы бар, жіберу тораптары 1, 10 Гбитс жылдамдықта жоғары
жылдамдықты оптикалық магистральдарды ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
11
1 Пассивті оптикалық технологияларына шолу
1.1 Көкшетау қаласының телекоммуникациялық желісін талдау
Көкшетау - қаласы Ақмола облысының әкімшілік орталығы (1999
жылдан).
Қазіргі Ақмола облысының солтүстігі мен оған шектесіп жатқан
Солтүстік Қазақстан облысының кейбір аудандарын қамтиды. Орталық
бөлігінде Көкшетау қыраты орналасқан. Бурабай көлінің ортасында Жұмбақтас
тұр. Бұл аймақта Оқжетпес, "Жеке батыр", Кенесары үңгірі, т.б. тарихи
орындар бар. Қыраттың батыс жағынан Есіл өзені ағып өтеді.
Қаланың аумағы 420,0 км².
Қалада тамақ және жеңіл өнеркәсіп, машина жасау, металл өңдеу, химия
өндірісі, металл емес бұйымдар өндіру, картон мен қағаз өндіру кәсіпорындары,
жылу, электр энергиясын, газ және су тарату мекемелері бар. Білім жүйесі
саласында 3 жоғары оқу орны, 13 арнайы орта оқу орындары, жалпы білім
беретін 23 мектеп жұмыс жасауда. 2 театр, филармония, қалалық кітапханалар
жүйесі, 4 мұражай, көрме залы, 6 клубтық мекемелер қалалықтар мен
қонақтарға мәдени қызмет көрсетеді. Қалада дене шынықтыру және спорт
саласы жақсы жолға қойылған. 3 стадион, 3 жүзу бассейні, 1 шаңғы базасы, 6
спорт мектебі бар.
Қала тұрғыдары 2013 ж. 153,057 адамды құрады, ал 1999 ж. санақ
бойынша 123,300 адам болған.
Көкшетау қаласында, кабельді және спутник арналарын қолданып,
телекоммуникациялық, интернетке кіру және ақпарат тарату қызметтерін
көрсететін бірнеше компаниялар жұмыс жасайды.
Қазірігі кезде Көкшетау қаласында төрт АТС (автоматты телефондық
станция) жұмыс жасайды, екі SSA подстанциясы, төрт RSU подстанциясы мен
бір М-200 подстанциясы (кесте 1.1). Тораптың жалпы монтаждалған
сыйымдылығы 41588 нөмірлер, жүктелген сыйымдылық 39039 нөмірлер (торап
сыйымдылығының қолданылуы - 92,71%. телефондау деңгейі 100 адамға 30
ТА.
12
1.1 - сурет. Көкшетау қаласындағы GPON технологиясымен ақпаратты тарату
желісінің сұлбасы
Қазір бар барлық АТС, тура қоректендіру қолданылып, шкафтық жүйе
бойынша құрастырылған. Қалалық телефондық торапқа жылдам қарқынмен
жаңа технологиялар енуде: жоғары жылдамдықты абоненттік желі HDSL;
мультиплесор қолданылатын, таржолақты және кеңжолақты абоненттік рұқсат
ADSL; пассивті оптикалық GPON торабы. Станциялар өзара STM (синхронды
транспорттық модуль) құрылғысы қолдану арқылы оптикалық кабельмен
13
байланысқан. Торапта алты таңбалы нөмірлеу жүйесі қолданылады.
АТСКУ-23-ті сандық Alcatel фирмасының S-12 АТС түріне ауыстыруына
байланысты Көкшетау қаласының қалалық телефондық торабы 100% сандық
жүйеге ауысты. Бұл қаланың барлық абоненттеріне қосымша қызмет көрсетуге,
сөйлесудің уақыт бойынша есептелу жүйесін енгізуге, ЦТЭ жүйесін енгізуге
және толығымен ОКС №7 жүйесіне өтуіне, интелектуалды торап құрастыруына
ықпалын тигізеді.
1.2 Талшықты-оптикалық байланыс желілері жайлы негізгі мәлімет.
Талшықты-оптикалық байланыс желісі
-
оптикалық диапазонда
ақпаратты тарату үшін арналған, пассивті және активті элементтерден тұратын,
талшықты-оптикалық жүйе. Оптикалық кабель - ортақ қорғаныс қабатымен
қапталған, кварцтық әйнектен жасалған (световод) белгілі жүйемен оратылған
оптикалық талшықтардан тұрады. Қажет болса, кабель қосымша күшейткіш
және демпфирлік элементтерден тұруы мүмкін. Оптикалық кабельдер
қолданылуы бойынша 3 топқа бөлінеді: магистральді, аумақтық және қалалық.
Қалалық ОК қаладағы АТС пен байланыс түйіндерді байланыстыру үшін
қолданылады. Олар қысқа ара-қашықтық (10 км дейін) пен арналардың үлкен
санына есептелген. Градиентті талшықтар (50125 мкм). Толқын ұзындығы 0,85
пен 1,3 мкм. Бұл желілер аралық желілік регенераторларсыз жұмыс жасайды.
Ақпаратты ТОБЖ арқылы тарату, мыс кабельі арқылы таратудың
алдында, көптеген артықшылықтарға ие. Ақпараттық тораптарға ТОБЖ
жылдам енгізілуі оптикалық талшықта сигналдың таралуы ерекшеліктеріне
байланысты болып келеді.
Кең өткізу жолағы - тасымалдаушының 1014 Гц аса жоғары жиілігімен
байланысты. Бұл бір оптикалық талшықпен секундына бірнеше терабит
ақпаратты жіберуге мүмкіндік береді. Үлкен өткізу жолағы - бұл оптикалық
талшықтың мыс немесе басқа ақпарат тарату түрлерінен ең негізгі
артықшылығы болып табылады.
Талшықта жарық сигналының өшу көрсеткішінің төмен болуы. Қазіргі
кезде шығарылатын ортикалық талшықтар бір километрге есептегенде 1,55 мкм
толқынында 0,2-0,3 дБ өшу көрсеткішіне ие. Аз өшу мен шағын дисперсия
ретронсляторларсыз 100 км дейін созылған желілер аумағын құрастыруға
мүмкіндік береді.
Оптикалық-талшықты кабельде шулардың төмен деңгейі, кодтың төмен
артықтылығына ие сигналдардың модуляцияларын жіберу арқылы, өткізу
жолағын ұлғайтуға мүмкіндік береді.
Кедергілерден жоғары қорғанысы. Талшық диэлектрикалық материалдан
жасалуына байланысты, ол қоршаған мыс кабельдер жүйесі мен электір
құрылғыларының электромагниттік кедергілеріне төтеп береді. Көп талшықты
кабельдер электромагниттік сәулелермен қиылысу ықпалынан да қорғалған.
14
Көлемі мен салмағы аз. Талшықты-оптикалық кабельдер, мыс
кабельдермен салыстырса , бір өткізу жолағына шаққанда кіші салмақ пен
көлемге ие. Мысалы, диаметрі 7,5 см 900-жұпты телефон кабелі диаметрі 0,1 см
бір оптикалық талшықпен ауыстырылуы мүмкін.
Егер талшықты көптеген қорғаныс қаптамасына қаптап, болат лента
бронямен жапса, бұндай ТОК диаметрі 1,5 см болады, бұл телефон кабелінен
бірнеше есе кіші болады.
Рұқсат етілмеген қолданыстан жоғары қорғаныс. ТОК радиодиапазонда
шағылмауынан, жіберіп-қабылдауды бұзбай, тасымалданатын ақпаратты
тыңдау қиын болады. Оптикалық желінің тұтастығын бақылайтын мониторинг
жүйесі (үзіліссіз бақылау), талшықтың жоғары сезімділігін қолдана отырып,
"бұзылған" арнаны мезетте сөндіріп, дабыл сигналын береді. Таратылатын
жарық сигналдарының интерференциялық эффекттерін қолданатын сенсорлық
жүйелер тербелістер мен қысым ауытқуларына өте жоғары сезімталдылыққа ие.
Бұл жүйелер, ақпарат қорғанысына жоғары талаптар қоятын, басқару
органдары, банктік және басқа арнайы қызмет салаларына байланыс желілерін
құрағанда қажет.
Жүйе элементтерінің гальваникалық шешілуі. Оптикалық талшықтың
берілген артықшылығы оның изоляциялық құрамында. Талшық,
изоляцияланбаған есептік жүйенің мыс кабельмен байланысқан екі жүйелік
құрылғыларының жері ғимараттың әр түрлі нүкелерінде, мысалы, әр түрлі
қабатында орналасуынан пайда болатын электірлі "жерлік" түйіндерден
сақтануға көмектеседі. Тораптық қондырғыға зақым келтіретін
потенциялдардың үлкен ауытқуы пайда болуы мүмкін. Талшық үшін бұндай
мәселе туындамайды.
ТОК экономикалық тиімділігі. Мыспен салыстырғанда, талшық, кең
таралған және арзан кремний оксиді материалынан құрылатын кварцтан
жасалады. Қазіргі кезде мыс жұбы мен талшық бағасы арасалмағы 2:5. ТОК
сигналдарды анағұрлым үлкен арақашықтықтарға ретранслятрсыз жіберуге
мүмкіндік береді. ТОК қолданғанда ұзын желілерде қайталағыштар саны
қысқартылады. Солитонды жүйелерді қолданған кезде 10 Гбитс жіберу
жылдамдықта регенерациялаусыз (аралық түйіндерде тек оптикалық
күшейткіштер қолданып) 4000 км қашықтыққа қол жеткізілді.
Ұзақ мерзіміді қолдану. Уақыт өте келе талшық тозады. Бұл өткізілген
кабельде өшудің артуына әкеледі. Алайда, технологиялар дамуының
нәтижесінде, оптикалық талшықтарды өндіру процессі біршама баяулатылған
және ТОК қызмет ету мерзімі 25 жылға дейін жетеді. Бұл уақыт аралығында
қабылдап-жіберуші жүйелерінің бірнеше стандарттарытүрлері ауысуы мүмкін.
Ажыратылған электрқоректендіру. Кейбір жағдайларда ақпараттық
тораптың түйініне ажыратылған электрқоректендіру қажет болады. Оптикалық
талшық күшйткіш кабель функциясын атқара алмайды. Бұл жағдайларда,
оптикалық талшықтармен қатар, кабель мыс өткізгіш элементімен
жабдықталған аралас кабельді қолдануға болады. Бұндай кабель Қазақстан мен
басқа елдерде кең қолданылады.
15
1.2.1 Талшықты-оптикалық кабельдер.
ТОБЖ негізгі компоненттерінің бірі талшықты-оптикалық кабель (ТОК)
болып табылады.
ТОК өндіру кезінде анықтаушы параметр болып қолданылу шарттары
мен байланыс желісің өткізу қабілеттілігі болып табылады.
Қолданылу шарттары бойынша кабельдер бөлінеді:
- монтажды;
- станциялық;
- аумақтық;
- магистральді.
Кабельдің бірінші екі түрі ғимараттар мен құрылыстардың ішінде
жүргізуге арналған. Олар кішігірім, жеңіл және ұзындығы қысқа болады.
Кабельдің соңғы екі түрі кабельдік коммуникацияның құдықтарында,
грунтта, ЛЭП бойндағы тірктерінде, су астында жүргізуге арналған. Бұл
кабельдер сырттан түсетін әсерлерден қорғалған және ұзындығы 2 км артық
болады.
Байланыс желісінің жоғары өткізу жолағын қамтамасыз ету үшін, өшуі
төмен, бірмодалық талшықтардың аз санынан тұратын (8 дейін) ТОК
жасалынады, ал реттегіш тораптардың кабельдері, торап сегменттерінің
арақашықтығына байланысты, 144 бірмодалық немеме көпмодалық
талшықтардан тұруы мүмкін.
ТОК жасағанда негізінен екі тәсіл қолданылады:
1. элементтері еркін қозғалатын құрылымдар;
2. элеменнтері өз ара қатаң байланысқан құрылымдар.
Құрылымдардың түрі бойынша кабельдер өрілген шиыршық, түйіндік
шиыршық, профильді жүрекшесі бар кабельдер, ленталық кабельдер болып
бөлінеді. ТОК құрылымының көптеген комбинациялары бар, қолданылатын
материалдың көп түрлерімен байланысқанда, жобаның шарртарына ең тиімді
болатын, сонымен қатар бағасы да тиімді болатын, кабельдің орындалуын
таңдауға мүмкіндік береді.
Найзағайдан қорғайтын тросқа ендірілген (жер сымын алмастыратын
болат түтікшеге оптикалық талшықтар орналастырылады), ауа
электротасымалдау желісінің тіректерінде аспа үшін қолданылатын кабельдер
ерекше классты құрайды. Бұл кабельдер үлкен механикалық және электірлік
жүктемелерді көтере алады, найзағайға төтеп беру мен дірілдерге қарсы жоғары
төзімділікке ие, және жоғары вольтті желілерді қолданып, электростанциялар
мен басқару станцияларын байланыстыру үшін пайдаланылады.
1.2.2 Оптикалық талшықтарды байланыстыру.
Талшықты-оптикалық телекоммуникациялық технологияларының дамуы
негізінен, кварцтық желіні полимерлік немесе кварцтық материалдармен қаптау
әдісімен жасалған, көп модалы және бір модалы оптикалық талшықтарының
ТОК сапасымен анықталады. Қазіргі кезде бұл талшықтардың кейбіреулері
сипаттамалары бойынша шекті мүмкін көрсеткіштерге жақындады. Осылайша,
жұмыс толқын ұзындығы 1,55 мкм болатын, бір модалы талшық практика
16
жүзінде 0,154 дБкм болатын өшудің шегіне жетті. Бұл, қазіргі кезде,
талшықты-оптикалық байланыс желілерін құрастыруға кететін шығынды
қысқартып, ұзындығы 200 км және бұдан да артық регенерациялық аумақтарды
құрастыруды мүмкін етті. Алайда табиғи шектеулерге байланысты бұндай ұзын
талшықтарды өндіру мүмкін емес. Сол себепті, оптикалық талшықтарды
байланыстыру жүзеге асырылып, байланысқан аумақты құрылыс ұзындығы деп
атайды. Оптикалық талшықтың өшу коэффициентінің төмендеуі байланыс
сапасына қатал талаптардың қойылуымен шартталған. Бұл талаптар осындай
байланыстырдың саны көп болуы себебімен түсіндіріледі. Аумақтар ұзындығы
шағын, локальді тораптарға арналған талшықты-оптикалық кабельдерді
байланыстыратын құрылғыларға басқа талаптар қойылады. Берілген
құрылғылар көлемі кіші, көп ретті байланыстарды жасайтын, байланысты
жасау жұмысы қарапайым болуы тиіс.
1.2.3 Кабельдік кәріздер мен коллекторларда оптикалық кабельді төсеу.
ОК төсеуді жергілікті байланыс тораптарының кабельдік кәріздерінде
қарастыру қажет, тек бұл мүмкіндік болмаған жағдайда жаңа кәріз құрау
немесе бар кабельдік кәріздеріне арналарды қосымша қосу ұсынылады.
ОК төселуі, мүмкіндігі бойынша, блоктың ортасында вертикальша және
қырында горизонтальша орналасқан, бос кабель кәріздерінде жүргізілуі тиіс.
Бос арнада төсегенде ОК саны бес-алтыдан аспауы тиіс. Бронясыз ОК
жүргізілген арнаны броньдалған және металл жиласы бар ОК төсеуге қолдануға
тиым салынады.
Броньдалған және металл жиласы бар ОК жүргізілген кабельдік
кәріздерде, броньдалмаған ОК төсеуді алдын ала төселген қорғайтын
полиэтилен түтіктерінде жүргізу тиіс.
Бронясы стеклопластик стерженьмен, болат сыммен немесе ленталармен,
броня үстінен қорғаныс полиэтилен қаптамасымен қапталған ОК бос
арналармен де, бос емес арналармен де қорғайтын полиэтилен түтіктерісіз
төселе береді.
Бір арнада, кабельдер мен түтіктердің көлденең кескіндерінің суммалық
ауданы арнаның ауданынан аспайтын болса, бірнеше кабельдер немесе
қорғайтын полиэтилен түтіктері төселуі рұқсат етіледі.
Коллекторлар мен метро тоннельдерінде ОК, отқа төзімді, сыртқы
қорғайтын пластмассалық қаптамамен төселуі тиіс.
Кабелді қоршаған орта температурасы -10 °С төмен болмайтын жағдайда
төсеу керек. Трассаның рельефіне байланысты, кабель төсеуді бастайтын
бірінші құдық анықталады. Егер трасса түзеусызықты, бір-екіден аспайтын
бұрыштық құдықтары бар, онда бұрылыстар мен төмендеулер болмаса, бір
бағытта бір бүкіл кабельдің құрылыстық ұзындығын тартуға болады. Егер
трасса түзусызықты болмаса, бұрыштық құдықтары бір-екеуден асып кетсе,
бірінші құдықты анықтап, кабель төсеуді осы құдықтан екі жаққа жүргізу керек
болады. Бұл бұрыштық құдық болғаны бұрыс болады.
Кабель төсеуді салмақты тежететін лебедка көмегімен, біркелкі,
рывоксыз айналдыра отырып жүргізеді. Екінші жағынан кабельді барабаннан
17
қолмен тартып отырады. Барабанды кабель салмағымен тартуға тиым
салынады. Төсеу кезінде кабельдің бұрыштық құдықтардан өтуін қадағалау
қажет. Кабель бұрағыш дөнгелектің ортасымен өтіп, қысатын роликтермен
фиксациялануы тиіс. Кабелді төсеудің орташа жылдамдығы 5...7 ммин
құрайды.
1.2.4 Пассивті кеңжолақты қатынау.
PON (Passive optical network) - пассивті оптикалық желілер технологиясы.
Талшықты оптика қазіргі инфракоммуникациялық жүйелердің негізі болып
табылады. Оның ықпалы мен қажеттілігі артып келуде: көптеген ұйымдар мен
фирмалар талшықты оптикамен байланысты бизнеспен айналасуда, күрделі
шешімдер қолданылуда, күрделі проблемалар шешілуде.
PON технологиясының бірінші қадамдары 1995 жылы жасалған, 7
компаниядан тұратын топ (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom,
NTT, KPN, Telefonica мен Telecom Italia) бір талшық арқылы көптік қатынауды
жүзеге асыру үшін концорсиум құрастырған. ITU-T-ден қолдау тауып, бұл
құрылым FSAN атауын алды (full service access network). 1990 жылдары оның
құрамына көп операторлар мен құрылғыларды өндірушілер қосылды. FSAN
мақсаты, PON қатынау жүйелерінің бәсекелес саудасында опраторлар мен
құрылғы өндірушілер бірге жұмыс жасай алуы үшін, PON құрылғылары үшін
жалпы рекомендациялар мен талаптарды құрастыру болып табылатын. Бүгінгі
таңда FSAN қатарында 40 операторлар мен өндірушілер бар, ITU-T, ETSI және
ATM Forum сияқты стандарттау ұжымдарымен тығыз жұмыс жасап келуде.
Оптикалық қатынау жүйелерін кең енгізу мыстың кенеттен қымбаттауы
мен өткізу қабілеттілігін ұлғайту қажет болуы себеп болды. Алайда оптикаға
көшу негізінен PON технологиясын іске асыру үшін қажетті шығындармен
анықталады.
Probe Group компаниясының аналитигі PON желілерін енгізумен
байланысты зерттеулер жүргізіп, "парализацияланған PON нарығы өмір сүре
алатындығы" шешімін жасады. Бүгін бұл телекоммуникациялық нарық
сегменті он есе өсіп, құрылғы өндірушілер, желілік интеграторлар мен қызмет
көрсету бизнестерінің дамуына үлкен үлесін тигізді.
Өз кезегінде тұтынушылар үшін жоғары сапалы ағынды бейне
көрсетілімді ұсынатын қызықтырарлық сервистер пайда болды. Алайда бұл
сәйкес инфрақұрылымды қажет етеді, олай болмаса провайдерлерге
жетілдірілген желілері бар бәсекелестер бөгет жасайды.
Алайда бұл технологияның пайдасына тек техникалық пен коммерциялық
аргументтер ғана себепкер емес. Телекоммуникациялық бизнестің қазіргі
жағдайы, бірқатар мемлекеттердің заңдық талаптары PON негізіндегі қатынау
нарығының дамуына себеп болады.
PON архитектурасын негізгі ойы - OLT (optical line terminal)
құрылғысында тек бір қабылдап-жіберуші модулі арқылы ақпаратты бірнеше
ONT (ITU-T терминологиясында optical network terminal) немесе ONU (IEEE
терминологиясында optical network unit) абоненттік құрылғыларына жіберіп,
ақпаратты қайта қабылдау үшін қолдану болып табылады.
18
1.3 PON желілерінде ақпараттың жіберілу принциптері.
Бір OLT қабылдап-жіберуші модуліне қосылған абоненттік тораптардың
саны
қуат бюджеті мен қабылдап-жіберуші
жабдығының максимал
жылдамдығына тәуелді. OLT-дан ONT-ға дейін ақпарат ағынын жіберу үшін -
тура ағынның 1550 нм толқын ұзындығы қолданылады. Ал керісінше, бірігіп
кері ағынды құрыйтын, әр түрлі абоненттік түйіндерден келіп түсетін ақпарат
ағыны орталық түйінге 1310 нм толқын ұзындығында жіберіледі. Теле
көрсетілім сигнилдарын жіберу үшін 1550 нм толқын ұзындығы қолданылады.
OLT мен ONT-ға кіріс және шығыс
ағындарды ажырататын
WDM
мультиплексорлары орнатылған.
Тура ағын - оптикалық сигналдар деңгейіндегі тура ағын хабар таратушы
болып табылады. Әр ONT, адрестік өрістерді оқып, жалпы ағыннан тек өзіне
арналған мәліметтің бөлігін бөліп алады. Іс жүзінде
біз
таратқыш
демультиплексормен жұмыс жасаймыз.
1.2 - сурет . OLT- дан ONT- ға мәліметтер тарату
Барлық ONT абоненттік түйіндерінде, бір толқын ұзындығындағы кері
ағында, TDMA (time division multiple access) уақытша бөлу көптік рұқсат әдісін
қолдану арқылы таратуды жүргізеді. Әртүрлі ONT-дан келетін сигналдардың
қиылысуын болдырмау үшін, олардың әрқайсысына берілген ONT-ның OLT-ға
қатысты қышықтығымен байланысты, кідірістерді түзетіп ескеретін мәліметтер
жіберілуінің жеке уақыттық кестесі салынады.
Бұл мәселені TDMA хаттамасы шешеді.
1.3 - сурет. ONT- дан OLT- ға мәліметтер тарату
19
1.4 PON технологиясының түрлері
Жіберудің базалық протоколымен ерекшеленетін PON технологиясының
бірнеше түрлері бар.
1.1 - к е с т е . PON технологиясының түрлері
Бірінші болып 1990 жылдардың ортасында,
ақпаратты АТМ
құрылымының ұяшықтарында жіберуге негізделген, APON технологиясы
құрастырылды. Бұл жағдайда тура және кері ағындардың 155 Мбитс
(симметриялы режим) жылдамдығы қамтамасыз етілді немесе тура ағында 622
Мбитс және кері ағында 155 Мбитс (ассиметриялы режим).
Әр түрлі абоненттерден келетін ақпараттың беттелуін болдырмау үшін,
OLT құрылғысы әр ONU-ға ақпаратты жіберуге рұқсат беретін қызмет
хабарламасын жіберіп тұратын. Қазіргі кезде APON өзінің бастапқы кейпінде
қолданылмайды. Бұл технологияның ары қарай жетілдірілуі жаңа BPON
стандартының құрылуына әкелді. Тура жіне кері ағындардың жылдамдығы
симметриялы режимде 622 Мбитс немесе ассиметриялы режимде 1244 Мбитс
және 622 Мбитс дейін жеткізілген.
Ақпараттың үш негізгі түрінің жіберілуі қарастырылған (дауыс, видео,
мәліметтер), видео ақпараттың ағынына 1550 нм толқын ұзындығы бөлінген.
BPON бөлек абоненттер арасында жолақтың динамикалық бөлінуін
ұйымдастыра алады. GPON жылдамырақ технологиясы шыққаннан кейін BPON
технологиясын қолдану экономикалық жағынан мағынасын жоғалтты.
Локальді жүйелерде және оптикалық қатынау жүйелерін құрастыру үшін
Ethernet технологиясын қолдану нәтижесінде 2000 жылы жаңа EPON стандарты
құрастырылды. Бұл желілер, негізінен, ақпаратты 16 (немесе 32) абонент үшін
IP-протоколы негізінде тура және кері ағындарының 1 Гбитс
жылдамдықтарында жіберу үшін арналған. IEEE 802.3ah стандартына кіретін
GEPON ( Gigabit Ethernet PON ) технологиясы жүйесінде жіберу қашықтық 20
км дейін жетеді. Тура ағын үшін 1490 нм толқын ұзындығы қолданылады,
видео қосымшалары үшін 1550 нм резервтеледі. Кері ағын 1310 нм жіберіледі.
Кері ағынның сигналдары арасындағы шиеленістерді болдырмау үшін арнайы
көп тораптарды басқару протоколы қолданылады (Multi-Point Control Protocol,
MPCP). GEPON-да тұтынушылар арасында ақпарат алмасу операциясын
қолдайды (bridging).
Резервтеу жүйелері бар үлкен тармақтағыш желілерін құрастыратын ірі
операторлар үшін GPON технологиясы ең қолайлы болады. Жіберу
20 Аталуы
Стандарт
APON (ATM PON)
Рекомендация ITU-T G.983.x
BPON (Broadband PON)
Рекомендация ITU-T G.983.x
EPON (Ethernet PON)
Стандарты IEEE 802.3ah IEEE 802.3av
GPON (Gigabit PON)
Рекомендация ITU-T G.984.x
жылдамдығы - 1244 Мбитс және 2488 Мбитс (ассимтериялы режим) және
1244 Мбитс (симметриялы режим).
Негізі ретінде SDH базалық протоколы қабылданған болатын (нақтырақ
айтса GFP протоколы). 32 (немесе 64) абоненттерді 20 км (60 км дейін ұлғайуға
мүмкіндігі бар) қашықтықта қосу мүмкіндігіне ие. GPON АТМ трафигімен
қоса, IP, дауыс пен видео (GEM кадрларына инкапсуляция - GPON Encapsulated
Method), және де SDH-ты қолдайды. Желі кадрдың тұрақты ұзақтығымен
синхронды режимде жұмыс жасайды. Скремблирование қосылған NRZ желілік
коды эффективті өткізу жолағын қамтамасыз етеді.
Тура және кері арнаны жіберу үшін, өткізу жолағы абоненттер арасында
динамикалық түрде үлестірілетін, бір оптикалық талшық қолданылады, ал
қорда сақтау кезінде екі талшық қолданылады. Орталық түйіннен абоненттерге
видео үшін бәсеңдейтін ағын (downstream) 1490 нм және 1550 нм толқын
ұзындығында барады. Өрлейтін ағын (upstream) абоненттерден, TDMA
протоколын қолданып, 1310 нм толқын ұзындығында барады.
GPON құрастыру үшін нүкте-көпнүкте топологиясы қолданылады және
тораптың өзі ағаш тәрізді құрылымғы ие болады. Әр талшықты оптикалық
сегмент (нүкте-нүкте топологиясынан ерекшелігі) ортылық түйіндегі бір
қабылдап-жіберушіге қосылады, бұл әдіс жабдық бағасын үнемдейді. GPON
торабында бір талшықты-оптикалық сегмент 60 км радиус алқабында 128
абоненттік түйінді қамти алады. PON торабы - бір талшыққа көп абоненттер
қосылатын абоненттік траффикті шоғырлау үшін пассивті оптикалық
тармақтағыштарды (сплиттерлер) және оптикалық толқынды
мультиплексорларды қолданатын пассивті оптикалық торап. PON жүйесі
оператор түйіндегі оптикалық порттар санын айтарлықтай қысқартады және
төмен жилалы оптикалық кабельдер жүйесін қолданады. PON технологиясы
сапалы мультисервисті абоненттік қосылуға мүмкіндік береді (Triple Play мен
Quadro Play2).
21
1.4 - сурет. PON желісінің сұлбасы.
Дүние жүзінде PON тораптарының әр түрлі стандарттары жасалған:
- EPON, ол да GЕPON, ол да Ethernet PON;
- BPON - ATM кеңжолақты (Broadband)PON;
- GPON - GFP протоколы негізіндегі мультигигабитті PON.
1.2 - к е с т е . PON стандарттарының негізгі мінездемелері.
22
Мінездеме
BPON
EPON
(GEPON)
GPON
Жіберу жылдамдығы,
туракері ағын, Мбитс
622155
622622
10001000
12441244
24881244
24882488
Базалық протокол
АТМ
Ethernet
SDH(GFP)
Желілік код
NRZ
8B10B
NRZ
Мінездеме
BPON
EPON
(GEPON)
GPON
Максимал абоненттер саны
32
32(64)
32(64)
тораптың максимал радиусы,
км
20
10(20)
20
Толқын ұзындығы,
туракері ағын (видео), нм
14901310
(1550)
14901310
(1550)
14901310
(1550)
АТМ платформасында тұрғызылған, жылдамдығы төмен, сондықтан
келешекте қолданысы төмен;
GPON-ға қарағанда, GEPON-да TDM-ны қолдау, синхронизациялау мен
қорғалған ауыстырып қосу сияқты арнайы функциялары жоқ, бұл ерекшелігі
осы технологияны экономикалық жағынан ең тиімді қылады. Осы
технологияның келешекте ары қарай дамуы болжалуда - 10 GEPON (10 Gb
Ethernet аналогы бойынша).
Жүйелерінің жақсы жетілдірілуі мен болашақта үлкен жылдамдықтарға
қол жеткізу мүмкіндіктері бойынша бүгінгі күнде GPON технологиясы ең
қолайлы болып табылады.
EPON-ға қарағанда, GPON құрылғысы видео мен дауысты сапалы
жеткізеді және бәсеңдейтін ағын жолағы үш есе артық болып келеді, бір
талшыққа абоненттер шоғырлануын 64-ке дейін көтеруге болады. Алайда
өндіру көлемі төмен болғандықтан GPON құрылғыларының бағасы жоғары
болып келеді. Америкалық және азиялық рыноктары үшін, құрылғылар
құрастырғандағы негізгі тенденция, ол - бір орталық түйінге (OLT)
абоненттердің тығыздығын арттыру болып келеді. Көп OLT модульдік
архитектураға ие, толық жүктелгенде 1 мың абоненттік құрылғылардың (ONT,
ONU3) қосылуын қамтамасыз етеді. Кейбір өндірушілер 3 мың ONTONU-ға
арналған OLT ұсынуда. Транспорттық торапқа (uplink) қосылу үшін 1 GigE и 10
GigE интерфейстері қолданылады. Абоненттерге телефон арналарын
қамтамасыз ету үшін өндірушілер OLT мен телефон желілерінің
концентраторларын комбинациялайды, бұл транспорттық телефон торабын
(SDH) V5.2 протоколы арқылы Е1 арналары бойынша OLT-ны қосуға
мүмкіндік береді. Көптеген OLT-да 1550 нм толқын ұзындығында кабельдік ТВ
аналогтық сигналын енгізу үшін толқындық сүзгі орнату мүмкіндігі бар.
Практика жүзінде OLT-ның барлықтарында КТВ үшін оптикалық
күшейткіштер бөлек құрылғы түрінде орындалғын. Кейбір өндірушілерді OLT
құрамына 23 деңгейлі коммутаторлар кіреді.
ONT абоненттік құрылғылары порттардың әр түрлі комбинацияларымен
шығарылады. Әдетте бұл 2-4 Ethernet порты, екі телефон порты (FXS), КТВ
аналогты коаксиальді порты. Бөлме ішінде орнатылатын ONT және үйдің
қабырғасына сыртта орнатылатын ONT шығарылады. Сыртта орнатылатын
ONT құрылысының бір қасиеті - оператор оларға абоненттің қажетінсіз қызмет
көрсете алады. Қосалқы қоректендіру батареясы бөлменің ішінде орналасып,
абоненттің өзімен күтіледі (ауыстыру 3-5 жылда бір рет).
ONU терминалдық құрылғылары айналмалы жұбымен (Ethernet 100
BaseTX), телефон сымдарымен (DSL), оптикалық талшықтармен 12-24
абоненттерді қосуға мүмкіндік береді және модульді құрылымға ие. Үйдің
ішіндегі өткізілетін сымның түрі оператордың сол телефондық өткізілімге
рұқсаты болуы, не болмауымен анықталады (егер бар болса DSL қолдануға
болады), және де абоненттер мен ONU арасындағы ара қашықтықпен
анықталады (егер 100 м кем болса мысты қолданады, артық болса оптиканы
қолданады). ONU-дың кейбір модификациялары бөлме сыртында орнатуға
23
арналған. Ықшамды кем тығығыздықты OLT құрылғылары ONTONU-дың 64,
128, 256 абоненттік құрылғыларын қосуға есептелінген. Бұл OLT құрылғылары
біздің еліміздің нарығына элитті тұрғын үйлер мен коттедждерді қосудың
жобаларында абоненттердің тығыздығы төмен болуы себебінен қызықты болуы
мүмкін.
PON тораптары видеоға бағытталған жаңа ұсыныстар спектрін дамытуда.
Triple Video - видео ақпарат (видеоконтент сайттары, интернет арқылы
қашықтықты видеобақылау, видео тауарларын ұсынатын интернет дүкендер,
видео оқулықтар, видеомедецина), видеотелефония мен интерактивті сандық
ТВ. Сонымен қатар телекөрсетілімді тікелей эфирдегі көрсетілімге
(жаңалықтар, ток-шоу, спорттық бағдарламалар) және ыңғайлы уақытта
қалауыңыз бойынша көруге болатын бағдарламаларға бөліне алады.
Интерактивтілік абонентке оны қызықтыратын видео бағдарламаларға
тапсырыс беруге, қосымша төлем арқылы жарнамадан бас тартуға және т.б.
қызметтерге қосылуға мүмкіндік береді. GPON технологиясы
телекойылымдардың кең таратудан (multicast), әр абонентке HDTV сапасы бар
персоналды (unicast, Video on Demand) таратуға дейін дамуына септігін
тигізеді. HDTV сапасындағы видеоарна 20 Мбитс дейін орын алады, яғни PON
сегментінде 64 абонент үшін 1,2 Гбитс, бұл GPON бәсеңдейтін арнасының
енінен екі есе кем (2,5 Гбитс).
Біздің ойымыз бойынша ең перспективті технология GPON болып
табылады. Алайда казір GPON құрылғылары кең көлемде шығарылмайды, сол
себепті олардың бағасы да қымбат болып келеді. Жақын арада, технологияның
Америка континентінде масштабты енгізілуіне байланысты, қазіргі деңгеймен
салыстырғанда GPON құрылғыларының бағасы арзандауы тиіс. Коттедждік
нарық сегменті - бұл таңдаулы коттедждік тұрғын үйлер мен "қолайлы баспана"
бағдарламасының үйлері. Таңдаулы коттедждік тұрғын үйлер 300 үйге дейін
қамтиды. Олар үшін, оператор рұқсат түйінін бір мезетте бірнеше ауылға
жасаған кездерден басқа, төмен тығыздықты OLT жабдығын пайдалану тиімді
болады. Он мыңдаған үйлерді қамтитын "қолайлы баспана" бағдарламасының
ауылдары - GPON құрылғылары үшін нарық аумағы болып табылады.
PON технологиясының негізгі сегменті
-
бизнеске арналған
оптоталшықтар. Бір талшыққа ондаған абоненттерді қосу мүмкіндігі, жаңа
абоненттер қосылуының белгісіз болуы жағдайында, операторға кабельдік
жүйеде үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұл нарық үшін ең тиімді шешім
симметриялы BPON (622622 Мбитс) болып табылады. Практика
көрсеткендей, 622 Мбитс өткізу жолағын шектеу айтарлықтай үлкен емес.
BPON стандартында жасалған, АТМ протоколы, бизнеске қажетті Е1 ағынын
сапалы түрде жібереді және Ethernet байланысы үшін өткізу жолағына кепілдік
береді. OLT кез келген транспортты торапқа қосылуды қамтамасыз етеді - SDH,
ATM, Gigabit Ethernet, типті GPON мен EPON технологияларымен
салыстырғанда, бизнес сегменті үшін экономикалық тұрғыда тиімді болатын
қасиеті - абоненттердің тығыздығы төмен болып келеді.
GPON мен EPON технологиялары халықты масштабты қосу үшін
24
бағдарлануы себебінен, нарықтың биснес-сегментінде BPON-ға бәсекелестік
тудыра алуы екі талай. Кең және қарқынды түрде дамып келе жатқан нарық
сегменті - көп пәтерлі үйлерді қамтитын оптикалық тораптар. Келешекте,
кішігірім қалалардың өзінде, көп пәтерлі үйлердің әр қайсысы оптикалық
талшық арқылы оператор торабына қосылысын табады. FTTB тораптарының
салыну процесінің себептері - гигабитті оптикалық аплинктары бар Metro
Ethrnet құрылғылары мен ауа кабельді жүйелері бағасының айтарлықтай
төмендеуі, халықтың кең жолақты өткізу жолағына сұранысының артуы болып
табылады. Қазіргі кезде FTTB тораптарының басым көпшілігінде Metro Ethrnet
құрылғылары орнатылады. Торап, әдетте, ондаған үйлерді қамтитын
сегменттері бар, сақиналы топологияға ие. Қазіргі тораптардың көп бөлігі,
бастапқы инвистицияны азайту үшін, осы сұлба бойынша құрастырылған.
Практика жүзінінде осындай тораптарды қолданудың біршама кемшіліктері
анықталды. Кемшіліктері - қосылу алшақтығы шектеулі (100 м дейін) және үй
шатыры мен жертөлелерде активті құрылғы орнату қажеттілігі. Үй
түйіндерінде орнатылған құрылғылар істен шығады, вандалдық және ұрлық
әрекеттеріне ұшырайды. PON технологиясы еркін және оптикалық торапдарды
үйдің пәтеріне (FTTC) және бөлме ішіне (FTTH) дейін өткізуге мүмкіндік
береді. Metro Ethernet технологиясымен салыстырғанда PON біршама қымбат
сияқты болып көрінеді, алайда орта мерзімді периодта (3-5 жыл) операциондық
шығындардың есебімен PON айтарлықтай тиімді болады. FTTCFTTH
сегментте ең экономикалы тиімдісі EPON, келешекте даму табатыны - GPON
болып табылады. Пәтерге дейін талшықты тарту технологиясы дамуымен
(микротүтікшелі кабельдер, талшықты пневмотөсеу әдісі) пәтер ішінде
оптиканы тарту, айналма жұп монтажына қарағанда, әлдеқайда экономды
болады, бұл әдіс үйлер арасындағы кабель тартумен іске асырылған.
Қорытындылай келе оптикалық кабельдік жүйелер жайлы қысқаша мәлімдеме.
Ауада өткізу үшін арналған мономодульді оптикалық кабельдердің өлшемі
5х10 мм кем болады, жильность 48 талшықты құрайды. Бекітілген жерлерінің
аралығы 250 м құрауы мүмкін. Микротүтікшелі кәріз - бұл оптикалық
талшықтарды үрлеу үшін 5 немесе 3 мм түтіктерден тұратын кабельдер.
Түтіктер ғимарат ішінде пәтерге дейін немесе коттеджге дейін бағытталады.
Артынан түтік арқылы қалыңдығы 1 мм, 1-12 талшықтан тұратын оптикалық
талшықтар түйіндері үрленеді. 19-24 түтіктен тұратын микротүтікшелі кабель
көппәтерлі үйде тіреуше бойымен немесе коттеджі тұрақта, құдықзыз отвод
жасалған үйлерге көше бойында топырақ астымен төселуі мүмкін. Оптикалық
микрокабельді технологиялар басқа сымды технологияларынан (айналма жұп,
коаксиальді кабель) экономикалық, пайдалылық және тұрғызу жылдамдығы
жағынан біршама асып түсуді. Оптикалық кабельдік инфрақұрылымды
құрастыру операторларға компаниясының бағасы мен инвестициялық
қызықтылығын арттыруға мүмкіндіктер береді. Бүгінде операторлар арзан
Metro Ethernet-ке бағыт ұстап отырғанына қарамастан, америкалық GPON мен
азиаттық EPON бағаларының төмендеуімен қиылысқан осындай тораптарды
қолдану тәжірибесі олардың қызығуын сөзсіз PON технологиясы жағына
25
бұрады.
1.3 - к е с т е . PON технологиясының салыстырмалы анализі
26 Сипаттама
APON(BPON)
EPON
GPON
Стандарттау
институттарыальянстар
ITU-T
G15FSAN
IEEEEFMA
ITU-T 15FSAN
Стандартты қабылдау
уақыты
Қазан 1998
Шілде 2004
Қазан 2003
Стандарт
ITU-T G.981.x
IEEE
802.3ah
ITU-T G.984.x
Беру жылдамдығы, тура
ағын, Мбитс
155155
622155
622622
10001000
1244155,622,124
4
2488622,
1244,2488
Базалық протокол
ATM
Ethernet
SDH
Сипаттама
APON(BPON)
EPON
GPON
Код
NRZ
8B10Q
NRZ
Желінің максималды
радиусы, км
20
20 (30¹)
20
Бір талшыққа абонент
саны
32
16
64 (128²)
Қосымша
кез келген
IP, ақпарат
кез келген
Қатені түзеу
қарастырылған
жоқ
қажет
Толқын ұзындығы, нм
15501310
(14801310)
15501310
15501310
(14801310)
Жолақтарды
динамикалық тарату
бар
қолдайды
бар
IP-фрагментациялау
бар
жоқ
бар
Ақпарат қорғау
ашық
кілттермен
шифрлеу
жоқ
ашық кілттермен
шифрлеу
Резервтеу
бар
жоқ
бар
Дауыс
қосымшаларының
қолдауын бағалау және
QoS
жоғары
төмен
жоғары
1.5 Қатынау желісінің топологиялары
"Пассивті" технология.
PON жүйелерінің негізгі элементі болып пассивті сплиттер болып
табылады. Бұл кіріс жарық ағынын бірнеше талшыққа үлестіретін, кішкене
және қарапайым құрылғы.
Сплиттерлерді пассивті құрылғылар деп бағалайды, өйткені олардың
құрамында кіріс сигналдың анализін және қайта бағыттауды жүзеге асыратын
электроника болмайд. Бұл құрылғыларда оптикалық таратқыштар
қолданылмайды және электр қоректендіру қажет етілмейді.
Сәйкесінше шығыстарында сигнал қуаты әлсіз болады, сондықтан
өндірушілер шығыс жолдары мен байланыстың қашықтығы санын анықтаған
кезде қуат бюджетін көңілге алуы тиіс. Қазір бұл шектер 32 жолдар мен 20 км
болып орнатылған. Сонымен қатар абонентті қосқан кезде коммутатордың
қажеті жоқ. PON қатынау жүйесінде абоненттік құрылғы ONU (Optical Network
Unit) деп аталады, абоненттік терминалдың тағы бір аталуы - ONT (Optical
Network Terminal).
Қатынау түйінінде Optical Line Terminal (OLT) орнатылады. Бұл құрылғы
ONU-мен ақпарат алмасуды жүзеге асырады. OLT мен ONU-да, кіріс және
шығыс ағындарын бөлетін, WDM мультиплексорлары жұмысын атқарады.
Қатынау торабынан барлық терминалдарға кең таратқыш кіріс ағыны
келіп түседі. Әр ONU жалпы ағыннан сәкес абонентке жіберілген ақпаратты
бөліп алады. Шығыс ағын уақытша мультиплексорлау арқылы көптік қатынау
принципі бойынша құрастырылады. Қатынау торабы бағытында жіберу
жасалатын кезде, әрбір ONU үшін өзіндік уақыттық интервал белгіленеді
(уақыттық слот). Бұл күрделі және қымбат құрылғылар болып табылады,
өйткені оларда кіріс пен шығыс ағындарын өңдеудің әр түрлі прициптері
қолданылады. IEEE бағасы бойынша, құрылғыларды сатып алуға кететін
шығынның 70-80
%
абоненттік құрылғыларға тиесілі. Бірақ, басқа
технологияларда құралған қатынаудың шешімдерімен салыстырғанда, PON
технологиясы инфрақұрылым үшін әлдеқайда аз мөлшерде шығынданады.
Әдетте қатынау торабы тармақтағышпен тек бір талшық арқылы байланысады.
Оптикалық қатынау желілерін құрастырудың негізгі төрт топологиясы
бар: "сақина", "нүкте-нүкте", "активті тораптары бар ағаш", "пассивті
тораптары бар ағаш".
"Сақина" топологиясы.
SDH негізіндегі сақиналы топология қалалық телекоммуникациялық
желілерінде жақсы қолданылады. Алайда қатынау желілерінде кемшіліктері
бар. Егер қалалық магистральді құрастыру кезінде тораптар орналасуы жоба
деңгейінде жоспарланса, қатынау желілерінде абоненттік торатардың қай
жерде, қашан және қанша орнатылуы алдын-ала белгісіз болады.
27
1.5 - сурет. Сақиналы топология
Тұтынушыларды кездейсоқ территориялық және уақыттық қосу кезінде
сақиналы топология қатты сынған, көп тармақтары бар сақинаға айналуы
мүмкін, жаңа абоненттерді қосу сақинаны үзіп, қосымша сегменттерді қою
арқылы жүзеге асады. Практикада желінің беріктілігін айтарлықтай
төмендететін, көбінесе сынған - "қысылған" сақинаға (collapsed rings) ұқсайтын
сақиналардың пайда болуына әкелетін осындай петлялар жиі бір кабельде
қиыстырылады. Шындығында сақиналық топологияның басты артықшылығы
минимумға түседі.
"Нүкте-нүкте" (P2P) топологиясы.
Қолданылып жатқан желілік технологияға Р2Р топологиясы шектеу
қоймайды. Р2Р кез келген желілік стандарт үшін де, мысалы, оптикалық
модемді қолданылатын, стандартты емес шешімдер үшін де жүзеге асырылуы
мүмкін.
1.6 - сурет. Р2Р топологиясы
Қауіпсіздік
пен жіберілетін ақпараттың қорғалуы жағынан Р2Р
байланысы кезінде абоненттік тораптардың максимал қорғалуы қамтамасыз
етіледі. Отикалық кабельді абонентке дейін индивидуал түрде өткізу қажет
болу себебінен, бұл әдіс айрықша қымбат және негізінен ірі абоненттерге
қызықты болады.
Активті тораптары бар ағаш топологиясы.
Активті тораптары бар ағаш - талшықты қолдану жағынан бұл экономды
шешім болып табылады.
28
1.7 - сурет. Активті тораптары бар ағаш
Бұл шешім Ethernet стандартының шектеріне орталық түйіннен
абоненттерге 100010010 Мбитс (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL)
жылдамдық иерархиясымен жақсы сай келеді. Алайда ағаштың әр торабында
активті құрылғы болуы тиіс (IP
желілеріне, коммутатор немесе
маршрутизаторларға сәйкес). Берілген топологияны көп қолданатын Ethernet
оптикалық желілері салыстырмалы түрде қымбат ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6
7
8
Aңдaтпa
Бұл диплoмдық жұмыстa GPON тeхнoлoгиясы бoйыншa Көкшeтaу
қaлaсының "Aвтoгoрoд" ықшaм aудaнындa рұқсaт жeлісі құрылды.
Рұқсaт жeлісін ұйымдaстыру бoйыншa іс-шaрaлaрғa кірeді: OLT
oптикaлық құрылғысын тaңдaу жәнe oрнaту, AТС ғимaрaтынaн тeлeфoн
кaнaлизaциясы aрқылы oптикaлық кaбeльді тaрту жәнe OТК жүргізу жәнe
aқырғы ONT құрылғысын oрнaту. Eң үлкeн жүктeмe уaқытындa GPON рұқсaт
жeлісінің бір aғaшы (бір OLT пoрты) үшін aбoнeнттeрдeн кeлeтін жүктeмe мәні
eсeптeлді. Бaйлaныс түйініндe қaжeтті жaбдықтaрдың сaны бeлгілeнді жәнe
жaбдықтaрдың oрнaлaсу жoспaры құрaстырылды.
Өмір тіршілік қaуіпсіздігін қaмтaмaсыз eту мәсeлeлeрі қaрaстырылып,
тeхникaлы-экoнoмикaлық дәлeлдeмeлeр кeлтірілгeн.
Aннoтaция
В дaннoм диплoмнoм прoeктe прoизвeдeнa рaзрaбoткa прoeктa сeти
дoступa пo тeхнoлoгии GPON в микрoрaйoнe "Aвтoгoрoд" гoрoдa Кoкшeтaу.
Мeрoприятия пo oргaнизaцию сeти дoступa включaют в сeбя слeдущee:
выбoр и устaнoвкa oптичeскoгo oбoрудoвaния OLT, прoклaдкa oптичeскoгo
кaбeля в сущeствующeй тeлeфoннoй кaнaлизaций oт здaния AТС, рaзвoдкa ВOК
и устaнoвкa oкoнeчнoгo oбoрудoвaния ONT. Прoизвeдён рaсчёт нaгрузки
сoздaвaeмoй aбoнeнтaми в чaс нaибoльшeй нaгрузки для oднoгo дeрeвa (для
oднoгo
OLT
пoртa)
GPON. Сoстaвлeнa спeцификaция нeoбхoдимoгo
oбoрудoвaния и рaзрaбoтaн плaн рaзмeщeния oбoрудoвaния нa узлe связи.
Рaссмoтрeны вoпрoсы oбeспeчeния бeзoпaснoсти жизнeдeятeльнoсти и
прeдoстaвлeнo тeхникo-экoнoмичeскoe oбoснoвaниe.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
1 Пассивті оптикалық технологияларына шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.1 Көкшетау қаласының телекоммуникациялық желісін талдау ... ... ... ...8
1.2 Талшықты-оптикалық байланыс желілері жайлы негізгі мәлімет ... ..10
1.3 PON желілерінде ақпараттың жіберілу принциптері ... ... ... ... ... ... ... 15
1.4 PON технологиясының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
1.5 Қатынау желісінің топологиялары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..23
1.6 GPON пассивті оптикалық желісінің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
1.7 Тапсырманың қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2 Жабдықты таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .35
2.1 GPON технологиясында қолданылатын құрылғылар ... ... ... ... ... ... ...35
2.2 Автогород ықшам ауданында GPON желісін орнату ... ... ... ... ... ... 44
2.3 Жобаның техникалық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .45
2.4 Магистральді желіні құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...46
2.5 Таратушы желіні құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 7
3 Желінің техникалық есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5 0
3.1 PON құру кезіндегі оптикалық бюджетті есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... 50
3.2 Бірдей тарамданулар қуаты үшін желі оптикалық бюджетін есептеу .53
3.3 Магистральді оптикалық желіні есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .56
3.4 Triple Play қызметін QoS қызмет көрсету сапасын есептеу ... ... ... ... ..59
3.5 VoIP қызметінде кешігуді және жалпы кідірісін есептеу ... ... ... ... ... .68
4 Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..75
4.1 Операторлық бөлме жағдайынының талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .75
4.2 Ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі ... ... ... ... ...82
4.3 Өртке қарсы техниканы тиімді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .83
5. Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
5.2 Маркетинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 86
5.3 Қаржы жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 86
5.4 Табыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..90
Қортынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...95
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .96
10
Кіріспе
Бүгінгі таңда көкейкесті мәселердің бірі жаңа технологияны пайдалану
болып табылады. Дегенмен Көкшетау қаласының телекоммуникациялық
жүйесін жаңаша қарастыру мәселесі қойылып отыр. Демек Көкшетау
қаласының "Автогород" ықшам ауданында GPON технологиясын қолданып
телекоммуникациялық торап құрастыру проектісін қолға алу. Бұған дейін
ADSL технологиясы қолданыста болды. Бүгінгі таңда аталған технологияны
жетілдіру мәселесіне байланысты қарама-қайшылық
туындаған. Дегенмен,
аталған GPON технологиясы оптоталшықты пайдалану негізінде тиімді жұмыс
атқарады. Демек, Көкшетау қаласының "Автогород" ықшам ауданында GPON
технологиясын қолданып,
абоненттік қатынауды ұйымдастыру-деп
тақырыбымызды анықтап алуға себеп болды.
Берілген жобаны жүзеге асыру, бірінші кезекте, Көкшетау қаласында
кеңжолақты рұқсатқа сұраныстарды қанағаттандыру үшін негізделген. Жобаны
іске қосқаннан кейін қоғам өзінің телекоммуникациялық нарықтағы бар үлесін
арттырады.
Берілген жобаның ұсынысы - TriplePlay қызметін көрсету мен қазіргі
трафик көлемін арттыру бойынша жоғары жылдамдықты оптикалық байланыс
желісін GPON технологиясы негізінде құрастыру болып табылады.
Жобаның барысында Көкшетау қаласында GPON қамтитын аумақтағы
абоненттерді TriplePlay ұсынысына қосып, телефонияға, кеңжолақты рұқсатқа
сұранысты толығымен қамту, эксплуотациялық шығындарды оптимизациялау
қарастырылады. Берілген проекттің қажеттілігі TriplePlay қызметінің жоғары
сұранысқа ие болуы себебінен туындады.
FTTH - тұрғын үйге дейінгі оптикалық талшық, PON торабын құрастыру
үшін қолданылатын технология. PON (PassiveOpticalNetworks, пассивті
оптикалық торап немесе пассивті үлестіретін оптикалық торап) қазіргі кезде
жаңа заман технологиясы. 2,4 Гбитс сандық ағын 64 абонент арасында
динамикалы түрде бөлініп, интернет пен телефония ақпарат алмасуын
қамтамасыз етеді. Осы талшықта, бөлек толқын ұзындығында КТВ, Ethernet
оптикалық сигналы жіберіледі, GigabitEthernet пен 10Gigabit Ethernet, пакеттер
коммутациясы бар, жіберу тораптары 1, 10 Гбитс жылдамдықта жоғары
жылдамдықты оптикалық магистральдарды ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
11
1 Пассивті оптикалық технологияларына шолу
1.1 Көкшетау қаласының телекоммуникациялық желісін талдау
Көкшетау - қаласы Ақмола облысының әкімшілік орталығы (1999
жылдан).
Қазіргі Ақмола облысының солтүстігі мен оған шектесіп жатқан
Солтүстік Қазақстан облысының кейбір аудандарын қамтиды. Орталық
бөлігінде Көкшетау қыраты орналасқан. Бурабай көлінің ортасында Жұмбақтас
тұр. Бұл аймақта Оқжетпес, "Жеке батыр", Кенесары үңгірі, т.б. тарихи
орындар бар. Қыраттың батыс жағынан Есіл өзені ағып өтеді.
Қаланың аумағы 420,0 км².
Қалада тамақ және жеңіл өнеркәсіп, машина жасау, металл өңдеу, химия
өндірісі, металл емес бұйымдар өндіру, картон мен қағаз өндіру кәсіпорындары,
жылу, электр энергиясын, газ және су тарату мекемелері бар. Білім жүйесі
саласында 3 жоғары оқу орны, 13 арнайы орта оқу орындары, жалпы білім
беретін 23 мектеп жұмыс жасауда. 2 театр, филармония, қалалық кітапханалар
жүйесі, 4 мұражай, көрме залы, 6 клубтық мекемелер қалалықтар мен
қонақтарға мәдени қызмет көрсетеді. Қалада дене шынықтыру және спорт
саласы жақсы жолға қойылған. 3 стадион, 3 жүзу бассейні, 1 шаңғы базасы, 6
спорт мектебі бар.
Қала тұрғыдары 2013 ж. 153,057 адамды құрады, ал 1999 ж. санақ
бойынша 123,300 адам болған.
Көкшетау қаласында, кабельді және спутник арналарын қолданып,
телекоммуникациялық, интернетке кіру және ақпарат тарату қызметтерін
көрсететін бірнеше компаниялар жұмыс жасайды.
Қазірігі кезде Көкшетау қаласында төрт АТС (автоматты телефондық
станция) жұмыс жасайды, екі SSA подстанциясы, төрт RSU подстанциясы мен
бір М-200 подстанциясы (кесте 1.1). Тораптың жалпы монтаждалған
сыйымдылығы 41588 нөмірлер, жүктелген сыйымдылық 39039 нөмірлер (торап
сыйымдылығының қолданылуы - 92,71%. телефондау деңгейі 100 адамға 30
ТА.
12
1.1 - сурет. Көкшетау қаласындағы GPON технологиясымен ақпаратты тарату
желісінің сұлбасы
Қазір бар барлық АТС, тура қоректендіру қолданылып, шкафтық жүйе
бойынша құрастырылған. Қалалық телефондық торапқа жылдам қарқынмен
жаңа технологиялар енуде: жоғары жылдамдықты абоненттік желі HDSL;
мультиплесор қолданылатын, таржолақты және кеңжолақты абоненттік рұқсат
ADSL; пассивті оптикалық GPON торабы. Станциялар өзара STM (синхронды
транспорттық модуль) құрылғысы қолдану арқылы оптикалық кабельмен
13
байланысқан. Торапта алты таңбалы нөмірлеу жүйесі қолданылады.
АТСКУ-23-ті сандық Alcatel фирмасының S-12 АТС түріне ауыстыруына
байланысты Көкшетау қаласының қалалық телефондық торабы 100% сандық
жүйеге ауысты. Бұл қаланың барлық абоненттеріне қосымша қызмет көрсетуге,
сөйлесудің уақыт бойынша есептелу жүйесін енгізуге, ЦТЭ жүйесін енгізуге
және толығымен ОКС №7 жүйесіне өтуіне, интелектуалды торап құрастыруына
ықпалын тигізеді.
1.2 Талшықты-оптикалық байланыс желілері жайлы негізгі мәлімет.
Талшықты-оптикалық байланыс желісі
-
оптикалық диапазонда
ақпаратты тарату үшін арналған, пассивті және активті элементтерден тұратын,
талшықты-оптикалық жүйе. Оптикалық кабель - ортақ қорғаныс қабатымен
қапталған, кварцтық әйнектен жасалған (световод) белгілі жүйемен оратылған
оптикалық талшықтардан тұрады. Қажет болса, кабель қосымша күшейткіш
және демпфирлік элементтерден тұруы мүмкін. Оптикалық кабельдер
қолданылуы бойынша 3 топқа бөлінеді: магистральді, аумақтық және қалалық.
Қалалық ОК қаладағы АТС пен байланыс түйіндерді байланыстыру үшін
қолданылады. Олар қысқа ара-қашықтық (10 км дейін) пен арналардың үлкен
санына есептелген. Градиентті талшықтар (50125 мкм). Толқын ұзындығы 0,85
пен 1,3 мкм. Бұл желілер аралық желілік регенераторларсыз жұмыс жасайды.
Ақпаратты ТОБЖ арқылы тарату, мыс кабельі арқылы таратудың
алдында, көптеген артықшылықтарға ие. Ақпараттық тораптарға ТОБЖ
жылдам енгізілуі оптикалық талшықта сигналдың таралуы ерекшеліктеріне
байланысты болып келеді.
Кең өткізу жолағы - тасымалдаушының 1014 Гц аса жоғары жиілігімен
байланысты. Бұл бір оптикалық талшықпен секундына бірнеше терабит
ақпаратты жіберуге мүмкіндік береді. Үлкен өткізу жолағы - бұл оптикалық
талшықтың мыс немесе басқа ақпарат тарату түрлерінен ең негізгі
артықшылығы болып табылады.
Талшықта жарық сигналының өшу көрсеткішінің төмен болуы. Қазіргі
кезде шығарылатын ортикалық талшықтар бір километрге есептегенде 1,55 мкм
толқынында 0,2-0,3 дБ өшу көрсеткішіне ие. Аз өшу мен шағын дисперсия
ретронсляторларсыз 100 км дейін созылған желілер аумағын құрастыруға
мүмкіндік береді.
Оптикалық-талшықты кабельде шулардың төмен деңгейі, кодтың төмен
артықтылығына ие сигналдардың модуляцияларын жіберу арқылы, өткізу
жолағын ұлғайтуға мүмкіндік береді.
Кедергілерден жоғары қорғанысы. Талшық диэлектрикалық материалдан
жасалуына байланысты, ол қоршаған мыс кабельдер жүйесі мен электір
құрылғыларының электромагниттік кедергілеріне төтеп береді. Көп талшықты
кабельдер электромагниттік сәулелермен қиылысу ықпалынан да қорғалған.
14
Көлемі мен салмағы аз. Талшықты-оптикалық кабельдер, мыс
кабельдермен салыстырса , бір өткізу жолағына шаққанда кіші салмақ пен
көлемге ие. Мысалы, диаметрі 7,5 см 900-жұпты телефон кабелі диаметрі 0,1 см
бір оптикалық талшықпен ауыстырылуы мүмкін.
Егер талшықты көптеген қорғаныс қаптамасына қаптап, болат лента
бронямен жапса, бұндай ТОК диаметрі 1,5 см болады, бұл телефон кабелінен
бірнеше есе кіші болады.
Рұқсат етілмеген қолданыстан жоғары қорғаныс. ТОК радиодиапазонда
шағылмауынан, жіберіп-қабылдауды бұзбай, тасымалданатын ақпаратты
тыңдау қиын болады. Оптикалық желінің тұтастығын бақылайтын мониторинг
жүйесі (үзіліссіз бақылау), талшықтың жоғары сезімділігін қолдана отырып,
"бұзылған" арнаны мезетте сөндіріп, дабыл сигналын береді. Таратылатын
жарық сигналдарының интерференциялық эффекттерін қолданатын сенсорлық
жүйелер тербелістер мен қысым ауытқуларына өте жоғары сезімталдылыққа ие.
Бұл жүйелер, ақпарат қорғанысына жоғары талаптар қоятын, басқару
органдары, банктік және басқа арнайы қызмет салаларына байланыс желілерін
құрағанда қажет.
Жүйе элементтерінің гальваникалық шешілуі. Оптикалық талшықтың
берілген артықшылығы оның изоляциялық құрамында. Талшық,
изоляцияланбаған есептік жүйенің мыс кабельмен байланысқан екі жүйелік
құрылғыларының жері ғимараттың әр түрлі нүкелерінде, мысалы, әр түрлі
қабатында орналасуынан пайда болатын электірлі "жерлік" түйіндерден
сақтануға көмектеседі. Тораптық қондырғыға зақым келтіретін
потенциялдардың үлкен ауытқуы пайда болуы мүмкін. Талшық үшін бұндай
мәселе туындамайды.
ТОК экономикалық тиімділігі. Мыспен салыстырғанда, талшық, кең
таралған және арзан кремний оксиді материалынан құрылатын кварцтан
жасалады. Қазіргі кезде мыс жұбы мен талшық бағасы арасалмағы 2:5. ТОК
сигналдарды анағұрлым үлкен арақашықтықтарға ретранслятрсыз жіберуге
мүмкіндік береді. ТОК қолданғанда ұзын желілерде қайталағыштар саны
қысқартылады. Солитонды жүйелерді қолданған кезде 10 Гбитс жіберу
жылдамдықта регенерациялаусыз (аралық түйіндерде тек оптикалық
күшейткіштер қолданып) 4000 км қашықтыққа қол жеткізілді.
Ұзақ мерзіміді қолдану. Уақыт өте келе талшық тозады. Бұл өткізілген
кабельде өшудің артуына әкеледі. Алайда, технологиялар дамуының
нәтижесінде, оптикалық талшықтарды өндіру процессі біршама баяулатылған
және ТОК қызмет ету мерзімі 25 жылға дейін жетеді. Бұл уақыт аралығында
қабылдап-жіберуші жүйелерінің бірнеше стандарттарытүрлері ауысуы мүмкін.
Ажыратылған электрқоректендіру. Кейбір жағдайларда ақпараттық
тораптың түйініне ажыратылған электрқоректендіру қажет болады. Оптикалық
талшық күшйткіш кабель функциясын атқара алмайды. Бұл жағдайларда,
оптикалық талшықтармен қатар, кабель мыс өткізгіш элементімен
жабдықталған аралас кабельді қолдануға болады. Бұндай кабель Қазақстан мен
басқа елдерде кең қолданылады.
15
1.2.1 Талшықты-оптикалық кабельдер.
ТОБЖ негізгі компоненттерінің бірі талшықты-оптикалық кабель (ТОК)
болып табылады.
ТОК өндіру кезінде анықтаушы параметр болып қолданылу шарттары
мен байланыс желісің өткізу қабілеттілігі болып табылады.
Қолданылу шарттары бойынша кабельдер бөлінеді:
- монтажды;
- станциялық;
- аумақтық;
- магистральді.
Кабельдің бірінші екі түрі ғимараттар мен құрылыстардың ішінде
жүргізуге арналған. Олар кішігірім, жеңіл және ұзындығы қысқа болады.
Кабельдің соңғы екі түрі кабельдік коммуникацияның құдықтарында,
грунтта, ЛЭП бойндағы тірктерінде, су астында жүргізуге арналған. Бұл
кабельдер сырттан түсетін әсерлерден қорғалған және ұзындығы 2 км артық
болады.
Байланыс желісінің жоғары өткізу жолағын қамтамасыз ету үшін, өшуі
төмен, бірмодалық талшықтардың аз санынан тұратын (8 дейін) ТОК
жасалынады, ал реттегіш тораптардың кабельдері, торап сегменттерінің
арақашықтығына байланысты, 144 бірмодалық немеме көпмодалық
талшықтардан тұруы мүмкін.
ТОК жасағанда негізінен екі тәсіл қолданылады:
1. элементтері еркін қозғалатын құрылымдар;
2. элеменнтері өз ара қатаң байланысқан құрылымдар.
Құрылымдардың түрі бойынша кабельдер өрілген шиыршық, түйіндік
шиыршық, профильді жүрекшесі бар кабельдер, ленталық кабельдер болып
бөлінеді. ТОК құрылымының көптеген комбинациялары бар, қолданылатын
материалдың көп түрлерімен байланысқанда, жобаның шарртарына ең тиімді
болатын, сонымен қатар бағасы да тиімді болатын, кабельдің орындалуын
таңдауға мүмкіндік береді.
Найзағайдан қорғайтын тросқа ендірілген (жер сымын алмастыратын
болат түтікшеге оптикалық талшықтар орналастырылады), ауа
электротасымалдау желісінің тіректерінде аспа үшін қолданылатын кабельдер
ерекше классты құрайды. Бұл кабельдер үлкен механикалық және электірлік
жүктемелерді көтере алады, найзағайға төтеп беру мен дірілдерге қарсы жоғары
төзімділікке ие, және жоғары вольтті желілерді қолданып, электростанциялар
мен басқару станцияларын байланыстыру үшін пайдаланылады.
1.2.2 Оптикалық талшықтарды байланыстыру.
Талшықты-оптикалық телекоммуникациялық технологияларының дамуы
негізінен, кварцтық желіні полимерлік немесе кварцтық материалдармен қаптау
әдісімен жасалған, көп модалы және бір модалы оптикалық талшықтарының
ТОК сапасымен анықталады. Қазіргі кезде бұл талшықтардың кейбіреулері
сипаттамалары бойынша шекті мүмкін көрсеткіштерге жақындады. Осылайша,
жұмыс толқын ұзындығы 1,55 мкм болатын, бір модалы талшық практика
16
жүзінде 0,154 дБкм болатын өшудің шегіне жетті. Бұл, қазіргі кезде,
талшықты-оптикалық байланыс желілерін құрастыруға кететін шығынды
қысқартып, ұзындығы 200 км және бұдан да артық регенерациялық аумақтарды
құрастыруды мүмкін етті. Алайда табиғи шектеулерге байланысты бұндай ұзын
талшықтарды өндіру мүмкін емес. Сол себепті, оптикалық талшықтарды
байланыстыру жүзеге асырылып, байланысқан аумақты құрылыс ұзындығы деп
атайды. Оптикалық талшықтың өшу коэффициентінің төмендеуі байланыс
сапасына қатал талаптардың қойылуымен шартталған. Бұл талаптар осындай
байланыстырдың саны көп болуы себебімен түсіндіріледі. Аумақтар ұзындығы
шағын, локальді тораптарға арналған талшықты-оптикалық кабельдерді
байланыстыратын құрылғыларға басқа талаптар қойылады. Берілген
құрылғылар көлемі кіші, көп ретті байланыстарды жасайтын, байланысты
жасау жұмысы қарапайым болуы тиіс.
1.2.3 Кабельдік кәріздер мен коллекторларда оптикалық кабельді төсеу.
ОК төсеуді жергілікті байланыс тораптарының кабельдік кәріздерінде
қарастыру қажет, тек бұл мүмкіндік болмаған жағдайда жаңа кәріз құрау
немесе бар кабельдік кәріздеріне арналарды қосымша қосу ұсынылады.
ОК төселуі, мүмкіндігі бойынша, блоктың ортасында вертикальша және
қырында горизонтальша орналасқан, бос кабель кәріздерінде жүргізілуі тиіс.
Бос арнада төсегенде ОК саны бес-алтыдан аспауы тиіс. Бронясыз ОК
жүргізілген арнаны броньдалған және металл жиласы бар ОК төсеуге қолдануға
тиым салынады.
Броньдалған және металл жиласы бар ОК жүргізілген кабельдік
кәріздерде, броньдалмаған ОК төсеуді алдын ала төселген қорғайтын
полиэтилен түтіктерінде жүргізу тиіс.
Бронясы стеклопластик стерженьмен, болат сыммен немесе ленталармен,
броня үстінен қорғаныс полиэтилен қаптамасымен қапталған ОК бос
арналармен де, бос емес арналармен де қорғайтын полиэтилен түтіктерісіз
төселе береді.
Бір арнада, кабельдер мен түтіктердің көлденең кескіндерінің суммалық
ауданы арнаның ауданынан аспайтын болса, бірнеше кабельдер немесе
қорғайтын полиэтилен түтіктері төселуі рұқсат етіледі.
Коллекторлар мен метро тоннельдерінде ОК, отқа төзімді, сыртқы
қорғайтын пластмассалық қаптамамен төселуі тиіс.
Кабелді қоршаған орта температурасы -10 °С төмен болмайтын жағдайда
төсеу керек. Трассаның рельефіне байланысты, кабель төсеуді бастайтын
бірінші құдық анықталады. Егер трасса түзеусызықты, бір-екіден аспайтын
бұрыштық құдықтары бар, онда бұрылыстар мен төмендеулер болмаса, бір
бағытта бір бүкіл кабельдің құрылыстық ұзындығын тартуға болады. Егер
трасса түзусызықты болмаса, бұрыштық құдықтары бір-екеуден асып кетсе,
бірінші құдықты анықтап, кабель төсеуді осы құдықтан екі жаққа жүргізу керек
болады. Бұл бұрыштық құдық болғаны бұрыс болады.
Кабель төсеуді салмақты тежететін лебедка көмегімен, біркелкі,
рывоксыз айналдыра отырып жүргізеді. Екінші жағынан кабельді барабаннан
17
қолмен тартып отырады. Барабанды кабель салмағымен тартуға тиым
салынады. Төсеу кезінде кабельдің бұрыштық құдықтардан өтуін қадағалау
қажет. Кабель бұрағыш дөнгелектің ортасымен өтіп, қысатын роликтермен
фиксациялануы тиіс. Кабелді төсеудің орташа жылдамдығы 5...7 ммин
құрайды.
1.2.4 Пассивті кеңжолақты қатынау.
PON (Passive optical network) - пассивті оптикалық желілер технологиясы.
Талшықты оптика қазіргі инфракоммуникациялық жүйелердің негізі болып
табылады. Оның ықпалы мен қажеттілігі артып келуде: көптеген ұйымдар мен
фирмалар талшықты оптикамен байланысты бизнеспен айналасуда, күрделі
шешімдер қолданылуда, күрделі проблемалар шешілуде.
PON технологиясының бірінші қадамдары 1995 жылы жасалған, 7
компаниядан тұратын топ (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom,
NTT, KPN, Telefonica мен Telecom Italia) бір талшық арқылы көптік қатынауды
жүзеге асыру үшін концорсиум құрастырған. ITU-T-ден қолдау тауып, бұл
құрылым FSAN атауын алды (full service access network). 1990 жылдары оның
құрамына көп операторлар мен құрылғыларды өндірушілер қосылды. FSAN
мақсаты, PON қатынау жүйелерінің бәсекелес саудасында опраторлар мен
құрылғы өндірушілер бірге жұмыс жасай алуы үшін, PON құрылғылары үшін
жалпы рекомендациялар мен талаптарды құрастыру болып табылатын. Бүгінгі
таңда FSAN қатарында 40 операторлар мен өндірушілер бар, ITU-T, ETSI және
ATM Forum сияқты стандарттау ұжымдарымен тығыз жұмыс жасап келуде.
Оптикалық қатынау жүйелерін кең енгізу мыстың кенеттен қымбаттауы
мен өткізу қабілеттілігін ұлғайту қажет болуы себеп болды. Алайда оптикаға
көшу негізінен PON технологиясын іске асыру үшін қажетті шығындармен
анықталады.
Probe Group компаниясының аналитигі PON желілерін енгізумен
байланысты зерттеулер жүргізіп, "парализацияланған PON нарығы өмір сүре
алатындығы" шешімін жасады. Бүгін бұл телекоммуникациялық нарық
сегменті он есе өсіп, құрылғы өндірушілер, желілік интеграторлар мен қызмет
көрсету бизнестерінің дамуына үлкен үлесін тигізді.
Өз кезегінде тұтынушылар үшін жоғары сапалы ағынды бейне
көрсетілімді ұсынатын қызықтырарлық сервистер пайда болды. Алайда бұл
сәйкес инфрақұрылымды қажет етеді, олай болмаса провайдерлерге
жетілдірілген желілері бар бәсекелестер бөгет жасайды.
Алайда бұл технологияның пайдасына тек техникалық пен коммерциялық
аргументтер ғана себепкер емес. Телекоммуникациялық бизнестің қазіргі
жағдайы, бірқатар мемлекеттердің заңдық талаптары PON негізіндегі қатынау
нарығының дамуына себеп болады.
PON архитектурасын негізгі ойы - OLT (optical line terminal)
құрылғысында тек бір қабылдап-жіберуші модулі арқылы ақпаратты бірнеше
ONT (ITU-T терминологиясында optical network terminal) немесе ONU (IEEE
терминологиясында optical network unit) абоненттік құрылғыларына жіберіп,
ақпаратты қайта қабылдау үшін қолдану болып табылады.
18
1.3 PON желілерінде ақпараттың жіберілу принциптері.
Бір OLT қабылдап-жіберуші модуліне қосылған абоненттік тораптардың
саны
қуат бюджеті мен қабылдап-жіберуші
жабдығының максимал
жылдамдығына тәуелді. OLT-дан ONT-ға дейін ақпарат ағынын жіберу үшін -
тура ағынның 1550 нм толқын ұзындығы қолданылады. Ал керісінше, бірігіп
кері ағынды құрыйтын, әр түрлі абоненттік түйіндерден келіп түсетін ақпарат
ағыны орталық түйінге 1310 нм толқын ұзындығында жіберіледі. Теле
көрсетілім сигнилдарын жіберу үшін 1550 нм толқын ұзындығы қолданылады.
OLT мен ONT-ға кіріс және шығыс
ағындарды ажырататын
WDM
мультиплексорлары орнатылған.
Тура ағын - оптикалық сигналдар деңгейіндегі тура ағын хабар таратушы
болып табылады. Әр ONT, адрестік өрістерді оқып, жалпы ағыннан тек өзіне
арналған мәліметтің бөлігін бөліп алады. Іс жүзінде
біз
таратқыш
демультиплексормен жұмыс жасаймыз.
1.2 - сурет . OLT- дан ONT- ға мәліметтер тарату
Барлық ONT абоненттік түйіндерінде, бір толқын ұзындығындағы кері
ағында, TDMA (time division multiple access) уақытша бөлу көптік рұқсат әдісін
қолдану арқылы таратуды жүргізеді. Әртүрлі ONT-дан келетін сигналдардың
қиылысуын болдырмау үшін, олардың әрқайсысына берілген ONT-ның OLT-ға
қатысты қышықтығымен байланысты, кідірістерді түзетіп ескеретін мәліметтер
жіберілуінің жеке уақыттық кестесі салынады.
Бұл мәселені TDMA хаттамасы шешеді.
1.3 - сурет. ONT- дан OLT- ға мәліметтер тарату
19
1.4 PON технологиясының түрлері
Жіберудің базалық протоколымен ерекшеленетін PON технологиясының
бірнеше түрлері бар.
1.1 - к е с т е . PON технологиясының түрлері
Бірінші болып 1990 жылдардың ортасында,
ақпаратты АТМ
құрылымының ұяшықтарында жіберуге негізделген, APON технологиясы
құрастырылды. Бұл жағдайда тура және кері ағындардың 155 Мбитс
(симметриялы режим) жылдамдығы қамтамасыз етілді немесе тура ағында 622
Мбитс және кері ағында 155 Мбитс (ассиметриялы режим).
Әр түрлі абоненттерден келетін ақпараттың беттелуін болдырмау үшін,
OLT құрылғысы әр ONU-ға ақпаратты жіберуге рұқсат беретін қызмет
хабарламасын жіберіп тұратын. Қазіргі кезде APON өзінің бастапқы кейпінде
қолданылмайды. Бұл технологияның ары қарай жетілдірілуі жаңа BPON
стандартының құрылуына әкелді. Тура жіне кері ағындардың жылдамдығы
симметриялы режимде 622 Мбитс немесе ассиметриялы режимде 1244 Мбитс
және 622 Мбитс дейін жеткізілген.
Ақпараттың үш негізгі түрінің жіберілуі қарастырылған (дауыс, видео,
мәліметтер), видео ақпараттың ағынына 1550 нм толқын ұзындығы бөлінген.
BPON бөлек абоненттер арасында жолақтың динамикалық бөлінуін
ұйымдастыра алады. GPON жылдамырақ технологиясы шыққаннан кейін BPON
технологиясын қолдану экономикалық жағынан мағынасын жоғалтты.
Локальді жүйелерде және оптикалық қатынау жүйелерін құрастыру үшін
Ethernet технологиясын қолдану нәтижесінде 2000 жылы жаңа EPON стандарты
құрастырылды. Бұл желілер, негізінен, ақпаратты 16 (немесе 32) абонент үшін
IP-протоколы негізінде тура және кері ағындарының 1 Гбитс
жылдамдықтарында жіберу үшін арналған. IEEE 802.3ah стандартына кіретін
GEPON ( Gigabit Ethernet PON ) технологиясы жүйесінде жіберу қашықтық 20
км дейін жетеді. Тура ағын үшін 1490 нм толқын ұзындығы қолданылады,
видео қосымшалары үшін 1550 нм резервтеледі. Кері ағын 1310 нм жіберіледі.
Кері ағынның сигналдары арасындағы шиеленістерді болдырмау үшін арнайы
көп тораптарды басқару протоколы қолданылады (Multi-Point Control Protocol,
MPCP). GEPON-да тұтынушылар арасында ақпарат алмасу операциясын
қолдайды (bridging).
Резервтеу жүйелері бар үлкен тармақтағыш желілерін құрастыратын ірі
операторлар үшін GPON технологиясы ең қолайлы болады. Жіберу
20 Аталуы
Стандарт
APON (ATM PON)
Рекомендация ITU-T G.983.x
BPON (Broadband PON)
Рекомендация ITU-T G.983.x
EPON (Ethernet PON)
Стандарты IEEE 802.3ah IEEE 802.3av
GPON (Gigabit PON)
Рекомендация ITU-T G.984.x
жылдамдығы - 1244 Мбитс және 2488 Мбитс (ассимтериялы режим) және
1244 Мбитс (симметриялы режим).
Негізі ретінде SDH базалық протоколы қабылданған болатын (нақтырақ
айтса GFP протоколы). 32 (немесе 64) абоненттерді 20 км (60 км дейін ұлғайуға
мүмкіндігі бар) қашықтықта қосу мүмкіндігіне ие. GPON АТМ трафигімен
қоса, IP, дауыс пен видео (GEM кадрларына инкапсуляция - GPON Encapsulated
Method), және де SDH-ты қолдайды. Желі кадрдың тұрақты ұзақтығымен
синхронды режимде жұмыс жасайды. Скремблирование қосылған NRZ желілік
коды эффективті өткізу жолағын қамтамасыз етеді.
Тура және кері арнаны жіберу үшін, өткізу жолағы абоненттер арасында
динамикалық түрде үлестірілетін, бір оптикалық талшық қолданылады, ал
қорда сақтау кезінде екі талшық қолданылады. Орталық түйіннен абоненттерге
видео үшін бәсеңдейтін ағын (downstream) 1490 нм және 1550 нм толқын
ұзындығында барады. Өрлейтін ағын (upstream) абоненттерден, TDMA
протоколын қолданып, 1310 нм толқын ұзындығында барады.
GPON құрастыру үшін нүкте-көпнүкте топологиясы қолданылады және
тораптың өзі ағаш тәрізді құрылымғы ие болады. Әр талшықты оптикалық
сегмент (нүкте-нүкте топологиясынан ерекшелігі) ортылық түйіндегі бір
қабылдап-жіберушіге қосылады, бұл әдіс жабдық бағасын үнемдейді. GPON
торабында бір талшықты-оптикалық сегмент 60 км радиус алқабында 128
абоненттік түйінді қамти алады. PON торабы - бір талшыққа көп абоненттер
қосылатын абоненттік траффикті шоғырлау үшін пассивті оптикалық
тармақтағыштарды (сплиттерлер) және оптикалық толқынды
мультиплексорларды қолданатын пассивті оптикалық торап. PON жүйесі
оператор түйіндегі оптикалық порттар санын айтарлықтай қысқартады және
төмен жилалы оптикалық кабельдер жүйесін қолданады. PON технологиясы
сапалы мультисервисті абоненттік қосылуға мүмкіндік береді (Triple Play мен
Quadro Play2).
21
1.4 - сурет. PON желісінің сұлбасы.
Дүние жүзінде PON тораптарының әр түрлі стандарттары жасалған:
- EPON, ол да GЕPON, ол да Ethernet PON;
- BPON - ATM кеңжолақты (Broadband)PON;
- GPON - GFP протоколы негізіндегі мультигигабитті PON.
1.2 - к е с т е . PON стандарттарының негізгі мінездемелері.
22
Мінездеме
BPON
EPON
(GEPON)
GPON
Жіберу жылдамдығы,
туракері ағын, Мбитс
622155
622622
10001000
12441244
24881244
24882488
Базалық протокол
АТМ
Ethernet
SDH(GFP)
Желілік код
NRZ
8B10B
NRZ
Мінездеме
BPON
EPON
(GEPON)
GPON
Максимал абоненттер саны
32
32(64)
32(64)
тораптың максимал радиусы,
км
20
10(20)
20
Толқын ұзындығы,
туракері ағын (видео), нм
14901310
(1550)
14901310
(1550)
14901310
(1550)
АТМ платформасында тұрғызылған, жылдамдығы төмен, сондықтан
келешекте қолданысы төмен;
GPON-ға қарағанда, GEPON-да TDM-ны қолдау, синхронизациялау мен
қорғалған ауыстырып қосу сияқты арнайы функциялары жоқ, бұл ерекшелігі
осы технологияны экономикалық жағынан ең тиімді қылады. Осы
технологияның келешекте ары қарай дамуы болжалуда - 10 GEPON (10 Gb
Ethernet аналогы бойынша).
Жүйелерінің жақсы жетілдірілуі мен болашақта үлкен жылдамдықтарға
қол жеткізу мүмкіндіктері бойынша бүгінгі күнде GPON технологиясы ең
қолайлы болып табылады.
EPON-ға қарағанда, GPON құрылғысы видео мен дауысты сапалы
жеткізеді және бәсеңдейтін ағын жолағы үш есе артық болып келеді, бір
талшыққа абоненттер шоғырлануын 64-ке дейін көтеруге болады. Алайда
өндіру көлемі төмен болғандықтан GPON құрылғыларының бағасы жоғары
болып келеді. Америкалық және азиялық рыноктары үшін, құрылғылар
құрастырғандағы негізгі тенденция, ол - бір орталық түйінге (OLT)
абоненттердің тығыздығын арттыру болып келеді. Көп OLT модульдік
архитектураға ие, толық жүктелгенде 1 мың абоненттік құрылғылардың (ONT,
ONU3) қосылуын қамтамасыз етеді. Кейбір өндірушілер 3 мың ONTONU-ға
арналған OLT ұсынуда. Транспорттық торапқа (uplink) қосылу үшін 1 GigE и 10
GigE интерфейстері қолданылады. Абоненттерге телефон арналарын
қамтамасыз ету үшін өндірушілер OLT мен телефон желілерінің
концентраторларын комбинациялайды, бұл транспорттық телефон торабын
(SDH) V5.2 протоколы арқылы Е1 арналары бойынша OLT-ны қосуға
мүмкіндік береді. Көптеген OLT-да 1550 нм толқын ұзындығында кабельдік ТВ
аналогтық сигналын енгізу үшін толқындық сүзгі орнату мүмкіндігі бар.
Практика жүзінде OLT-ның барлықтарында КТВ үшін оптикалық
күшейткіштер бөлек құрылғы түрінде орындалғын. Кейбір өндірушілерді OLT
құрамына 23 деңгейлі коммутаторлар кіреді.
ONT абоненттік құрылғылары порттардың әр түрлі комбинацияларымен
шығарылады. Әдетте бұл 2-4 Ethernet порты, екі телефон порты (FXS), КТВ
аналогты коаксиальді порты. Бөлме ішінде орнатылатын ONT және үйдің
қабырғасына сыртта орнатылатын ONT шығарылады. Сыртта орнатылатын
ONT құрылысының бір қасиеті - оператор оларға абоненттің қажетінсіз қызмет
көрсете алады. Қосалқы қоректендіру батареясы бөлменің ішінде орналасып,
абоненттің өзімен күтіледі (ауыстыру 3-5 жылда бір рет).
ONU терминалдық құрылғылары айналмалы жұбымен (Ethernet 100
BaseTX), телефон сымдарымен (DSL), оптикалық талшықтармен 12-24
абоненттерді қосуға мүмкіндік береді және модульді құрылымға ие. Үйдің
ішіндегі өткізілетін сымның түрі оператордың сол телефондық өткізілімге
рұқсаты болуы, не болмауымен анықталады (егер бар болса DSL қолдануға
болады), және де абоненттер мен ONU арасындағы ара қашықтықпен
анықталады (егер 100 м кем болса мысты қолданады, артық болса оптиканы
қолданады). ONU-дың кейбір модификациялары бөлме сыртында орнатуға
23
арналған. Ықшамды кем тығығыздықты OLT құрылғылары ONTONU-дың 64,
128, 256 абоненттік құрылғыларын қосуға есептелінген. Бұл OLT құрылғылары
біздің еліміздің нарығына элитті тұрғын үйлер мен коттедждерді қосудың
жобаларында абоненттердің тығыздығы төмен болуы себебінен қызықты болуы
мүмкін.
PON тораптары видеоға бағытталған жаңа ұсыныстар спектрін дамытуда.
Triple Video - видео ақпарат (видеоконтент сайттары, интернет арқылы
қашықтықты видеобақылау, видео тауарларын ұсынатын интернет дүкендер,
видео оқулықтар, видеомедецина), видеотелефония мен интерактивті сандық
ТВ. Сонымен қатар телекөрсетілімді тікелей эфирдегі көрсетілімге
(жаңалықтар, ток-шоу, спорттық бағдарламалар) және ыңғайлы уақытта
қалауыңыз бойынша көруге болатын бағдарламаларға бөліне алады.
Интерактивтілік абонентке оны қызықтыратын видео бағдарламаларға
тапсырыс беруге, қосымша төлем арқылы жарнамадан бас тартуға және т.б.
қызметтерге қосылуға мүмкіндік береді. GPON технологиясы
телекойылымдардың кең таратудан (multicast), әр абонентке HDTV сапасы бар
персоналды (unicast, Video on Demand) таратуға дейін дамуына септігін
тигізеді. HDTV сапасындағы видеоарна 20 Мбитс дейін орын алады, яғни PON
сегментінде 64 абонент үшін 1,2 Гбитс, бұл GPON бәсеңдейтін арнасының
енінен екі есе кем (2,5 Гбитс).
Біздің ойымыз бойынша ең перспективті технология GPON болып
табылады. Алайда казір GPON құрылғылары кең көлемде шығарылмайды, сол
себепті олардың бағасы да қымбат болып келеді. Жақын арада, технологияның
Америка континентінде масштабты енгізілуіне байланысты, қазіргі деңгеймен
салыстырғанда GPON құрылғыларының бағасы арзандауы тиіс. Коттедждік
нарық сегменті - бұл таңдаулы коттедждік тұрғын үйлер мен "қолайлы баспана"
бағдарламасының үйлері. Таңдаулы коттедждік тұрғын үйлер 300 үйге дейін
қамтиды. Олар үшін, оператор рұқсат түйінін бір мезетте бірнеше ауылға
жасаған кездерден басқа, төмен тығыздықты OLT жабдығын пайдалану тиімді
болады. Он мыңдаған үйлерді қамтитын "қолайлы баспана" бағдарламасының
ауылдары - GPON құрылғылары үшін нарық аумағы болып табылады.
PON технологиясының негізгі сегменті
-
бизнеске арналған
оптоталшықтар. Бір талшыққа ондаған абоненттерді қосу мүмкіндігі, жаңа
абоненттер қосылуының белгісіз болуы жағдайында, операторға кабельдік
жүйеде үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұл нарық үшін ең тиімді шешім
симметриялы BPON (622622 Мбитс) болып табылады. Практика
көрсеткендей, 622 Мбитс өткізу жолағын шектеу айтарлықтай үлкен емес.
BPON стандартында жасалған, АТМ протоколы, бизнеске қажетті Е1 ағынын
сапалы түрде жібереді және Ethernet байланысы үшін өткізу жолағына кепілдік
береді. OLT кез келген транспортты торапқа қосылуды қамтамасыз етеді - SDH,
ATM, Gigabit Ethernet, типті GPON мен EPON технологияларымен
салыстырғанда, бизнес сегменті үшін экономикалық тұрғыда тиімді болатын
қасиеті - абоненттердің тығыздығы төмен болып келеді.
GPON мен EPON технологиялары халықты масштабты қосу үшін
24
бағдарлануы себебінен, нарықтың биснес-сегментінде BPON-ға бәсекелестік
тудыра алуы екі талай. Кең және қарқынды түрде дамып келе жатқан нарық
сегменті - көп пәтерлі үйлерді қамтитын оптикалық тораптар. Келешекте,
кішігірім қалалардың өзінде, көп пәтерлі үйлердің әр қайсысы оптикалық
талшық арқылы оператор торабына қосылысын табады. FTTB тораптарының
салыну процесінің себептері - гигабитті оптикалық аплинктары бар Metro
Ethrnet құрылғылары мен ауа кабельді жүйелері бағасының айтарлықтай
төмендеуі, халықтың кең жолақты өткізу жолағына сұранысының артуы болып
табылады. Қазіргі кезде FTTB тораптарының басым көпшілігінде Metro Ethrnet
құрылғылары орнатылады. Торап, әдетте, ондаған үйлерді қамтитын
сегменттері бар, сақиналы топологияға ие. Қазіргі тораптардың көп бөлігі,
бастапқы инвистицияны азайту үшін, осы сұлба бойынша құрастырылған.
Практика жүзінінде осындай тораптарды қолданудың біршама кемшіліктері
анықталды. Кемшіліктері - қосылу алшақтығы шектеулі (100 м дейін) және үй
шатыры мен жертөлелерде активті құрылғы орнату қажеттілігі. Үй
түйіндерінде орнатылған құрылғылар істен шығады, вандалдық және ұрлық
әрекеттеріне ұшырайды. PON технологиясы еркін және оптикалық торапдарды
үйдің пәтеріне (FTTC) және бөлме ішіне (FTTH) дейін өткізуге мүмкіндік
береді. Metro Ethernet технологиясымен салыстырғанда PON біршама қымбат
сияқты болып көрінеді, алайда орта мерзімді периодта (3-5 жыл) операциондық
шығындардың есебімен PON айтарлықтай тиімді болады. FTTCFTTH
сегментте ең экономикалы тиімдісі EPON, келешекте даму табатыны - GPON
болып табылады. Пәтерге дейін талшықты тарту технологиясы дамуымен
(микротүтікшелі кабельдер, талшықты пневмотөсеу әдісі) пәтер ішінде
оптиканы тарту, айналма жұп монтажына қарағанда, әлдеқайда экономды
болады, бұл әдіс үйлер арасындағы кабель тартумен іске асырылған.
Қорытындылай келе оптикалық кабельдік жүйелер жайлы қысқаша мәлімдеме.
Ауада өткізу үшін арналған мономодульді оптикалық кабельдердің өлшемі
5х10 мм кем болады, жильность 48 талшықты құрайды. Бекітілген жерлерінің
аралығы 250 м құрауы мүмкін. Микротүтікшелі кәріз - бұл оптикалық
талшықтарды үрлеу үшін 5 немесе 3 мм түтіктерден тұратын кабельдер.
Түтіктер ғимарат ішінде пәтерге дейін немесе коттеджге дейін бағытталады.
Артынан түтік арқылы қалыңдығы 1 мм, 1-12 талшықтан тұратын оптикалық
талшықтар түйіндері үрленеді. 19-24 түтіктен тұратын микротүтікшелі кабель
көппәтерлі үйде тіреуше бойымен немесе коттеджі тұрақта, құдықзыз отвод
жасалған үйлерге көше бойында топырақ астымен төселуі мүмкін. Оптикалық
микрокабельді технологиялар басқа сымды технологияларынан (айналма жұп,
коаксиальді кабель) экономикалық, пайдалылық және тұрғызу жылдамдығы
жағынан біршама асып түсуді. Оптикалық кабельдік инфрақұрылымды
құрастыру операторларға компаниясының бағасы мен инвестициялық
қызықтылығын арттыруға мүмкіндіктер береді. Бүгінде операторлар арзан
Metro Ethernet-ке бағыт ұстап отырғанына қарамастан, америкалық GPON мен
азиаттық EPON бағаларының төмендеуімен қиылысқан осындай тораптарды
қолдану тәжірибесі олардың қызығуын сөзсіз PON технологиясы жағына
25
бұрады.
1.3 - к е с т е . PON технологиясының салыстырмалы анализі
26 Сипаттама
APON(BPON)
EPON
GPON
Стандарттау
институттарыальянстар
ITU-T
G15FSAN
IEEEEFMA
ITU-T 15FSAN
Стандартты қабылдау
уақыты
Қазан 1998
Шілде 2004
Қазан 2003
Стандарт
ITU-T G.981.x
IEEE
802.3ah
ITU-T G.984.x
Беру жылдамдығы, тура
ағын, Мбитс
155155
622155
622622
10001000
1244155,622,124
4
2488622,
1244,2488
Базалық протокол
ATM
Ethernet
SDH
Сипаттама
APON(BPON)
EPON
GPON
Код
NRZ
8B10Q
NRZ
Желінің максималды
радиусы, км
20
20 (30¹)
20
Бір талшыққа абонент
саны
32
16
64 (128²)
Қосымша
кез келген
IP, ақпарат
кез келген
Қатені түзеу
қарастырылған
жоқ
қажет
Толқын ұзындығы, нм
15501310
(14801310)
15501310
15501310
(14801310)
Жолақтарды
динамикалық тарату
бар
қолдайды
бар
IP-фрагментациялау
бар
жоқ
бар
Ақпарат қорғау
ашық
кілттермен
шифрлеу
жоқ
ашық кілттермен
шифрлеу
Резервтеу
бар
жоқ
бар
Дауыс
қосымшаларының
қолдауын бағалау және
QoS
жоғары
төмен
жоғары
1.5 Қатынау желісінің топологиялары
"Пассивті" технология.
PON жүйелерінің негізгі элементі болып пассивті сплиттер болып
табылады. Бұл кіріс жарық ағынын бірнеше талшыққа үлестіретін, кішкене
және қарапайым құрылғы.
Сплиттерлерді пассивті құрылғылар деп бағалайды, өйткені олардың
құрамында кіріс сигналдың анализін және қайта бағыттауды жүзеге асыратын
электроника болмайд. Бұл құрылғыларда оптикалық таратқыштар
қолданылмайды және электр қоректендіру қажет етілмейді.
Сәйкесінше шығыстарында сигнал қуаты әлсіз болады, сондықтан
өндірушілер шығыс жолдары мен байланыстың қашықтығы санын анықтаған
кезде қуат бюджетін көңілге алуы тиіс. Қазір бұл шектер 32 жолдар мен 20 км
болып орнатылған. Сонымен қатар абонентті қосқан кезде коммутатордың
қажеті жоқ. PON қатынау жүйесінде абоненттік құрылғы ONU (Optical Network
Unit) деп аталады, абоненттік терминалдың тағы бір аталуы - ONT (Optical
Network Terminal).
Қатынау түйінінде Optical Line Terminal (OLT) орнатылады. Бұл құрылғы
ONU-мен ақпарат алмасуды жүзеге асырады. OLT мен ONU-да, кіріс және
шығыс ағындарын бөлетін, WDM мультиплексорлары жұмысын атқарады.
Қатынау торабынан барлық терминалдарға кең таратқыш кіріс ағыны
келіп түседі. Әр ONU жалпы ағыннан сәкес абонентке жіберілген ақпаратты
бөліп алады. Шығыс ағын уақытша мультиплексорлау арқылы көптік қатынау
принципі бойынша құрастырылады. Қатынау торабы бағытында жіберу
жасалатын кезде, әрбір ONU үшін өзіндік уақыттық интервал белгіленеді
(уақыттық слот). Бұл күрделі және қымбат құрылғылар болып табылады,
өйткені оларда кіріс пен шығыс ағындарын өңдеудің әр түрлі прициптері
қолданылады. IEEE бағасы бойынша, құрылғыларды сатып алуға кететін
шығынның 70-80
%
абоненттік құрылғыларға тиесілі. Бірақ, басқа
технологияларда құралған қатынаудың шешімдерімен салыстырғанда, PON
технологиясы инфрақұрылым үшін әлдеқайда аз мөлшерде шығынданады.
Әдетте қатынау торабы тармақтағышпен тек бір талшық арқылы байланысады.
Оптикалық қатынау желілерін құрастырудың негізгі төрт топологиясы
бар: "сақина", "нүкте-нүкте", "активті тораптары бар ағаш", "пассивті
тораптары бар ағаш".
"Сақина" топологиясы.
SDH негізіндегі сақиналы топология қалалық телекоммуникациялық
желілерінде жақсы қолданылады. Алайда қатынау желілерінде кемшіліктері
бар. Егер қалалық магистральді құрастыру кезінде тораптар орналасуы жоба
деңгейінде жоспарланса, қатынау желілерінде абоненттік торатардың қай
жерде, қашан және қанша орнатылуы алдын-ала белгісіз болады.
27
1.5 - сурет. Сақиналы топология
Тұтынушыларды кездейсоқ территориялық және уақыттық қосу кезінде
сақиналы топология қатты сынған, көп тармақтары бар сақинаға айналуы
мүмкін, жаңа абоненттерді қосу сақинаны үзіп, қосымша сегменттерді қою
арқылы жүзеге асады. Практикада желінің беріктілігін айтарлықтай
төмендететін, көбінесе сынған - "қысылған" сақинаға (collapsed rings) ұқсайтын
сақиналардың пайда болуына әкелетін осындай петлялар жиі бір кабельде
қиыстырылады. Шындығында сақиналық топологияның басты артықшылығы
минимумға түседі.
"Нүкте-нүкте" (P2P) топологиясы.
Қолданылып жатқан желілік технологияға Р2Р топологиясы шектеу
қоймайды. Р2Р кез келген желілік стандарт үшін де, мысалы, оптикалық
модемді қолданылатын, стандартты емес шешімдер үшін де жүзеге асырылуы
мүмкін.
1.6 - сурет. Р2Р топологиясы
Қауіпсіздік
пен жіберілетін ақпараттың қорғалуы жағынан Р2Р
байланысы кезінде абоненттік тораптардың максимал қорғалуы қамтамасыз
етіледі. Отикалық кабельді абонентке дейін индивидуал түрде өткізу қажет
болу себебінен, бұл әдіс айрықша қымбат және негізінен ірі абоненттерге
қызықты болады.
Активті тораптары бар ағаш топологиясы.
Активті тораптары бар ағаш - талшықты қолдану жағынан бұл экономды
шешім болып табылады.
28
1.7 - сурет. Активті тораптары бар ағаш
Бұл шешім Ethernet стандартының шектеріне орталық түйіннен
абоненттерге 100010010 Мбитс (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL)
жылдамдық иерархиясымен жақсы сай келеді. Алайда ағаштың әр торабында
активті құрылғы болуы тиіс (IP
желілеріне, коммутатор немесе
маршрутизаторларға сәйкес). Берілген топологияны көп қолданатын Ethernet
оптикалық желілері салыстырмалы түрде қымбат ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz